Г. А. Руев, А. В. Федоров*, В. М. Фомин*
"Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, 630008 Новосибирск; *Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск"
Ключевые слова: ударная волна, слой смешения, неустойчивость Рихтмайера-Мешкова, двухскоростная двухтемпературная газодинамика смесей
Страницы: 24-31
Предложена математическая модель механики двухскоростной двухтемпературной смеси газов, на основе которой методами математического моделирования изучена эволюция слоя смешения двух газов различной плотности при воздействии на него ударных волн и волн сжатия в одномерном нестационарном приближении. В асимптотическом приближении полной модели получено решение начально-краевой задачи, описывающее формирование диффузионного слоя между двумя газами. В полной постановке численно решены задачи о взаимодействии ударных волн и волн сжатия с диффузионным слоем. Показано, что при переходе ударной волны через слой происходит его сжатие, величина которого зависит от интенсивности ударной волны. Установлено, что при переходе ударной волны из тяжелого газа в легкий слой смешения оказывается пересжатым и после прохождения ударной волны происходит его расширение. Детально описана волновая картина течения. Получено удовлетворительное согласие результатов расчетов изменения ширины области перемешивания с экспериментальными данными.
В. И. Запрягаев, Н. П. Киселев, А. А. Павлов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: сверхзвуковая струя, сопло, слой смешения, продольные вихревые структуры, кривизна линий тока
Страницы: 32-43
Экспериментально исследована структура сверхзвуковых неизобарических струй при числах Маха Ma = 1, 2 с целью изучения влияния кривизны линий тока на характеристики развития продольных вихрей в слое смешения. Исследовано пространственное развитие стационарных продольных вихрей в слое смешения сверхзвуковых струй. Разработана методика генерации стационарных продольных вихрей путем нанесения микронеровностей контролируемых размеров на внутреннюю поверхность сопла. Получены радиальные профили и азимутальные неоднородности полного давления, определены толщина слоя смешения и кривизна линий тока сверхзвуковых струй. Выявлено существенное влияние микронеровностей заданной формы, размещенных на поверхности сопла, на изменение полного давления в слое смешения сверхзвуковых струй по сравнению с естественными возмущениями.
В. А. Башкин, И. В. Егоров, Д. В. Иванов
Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, 140180 Жуковский
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, мгновенное начало движения, цилиндр, сфера
Страницы: 44-49
На основе результатов численного интегрирования нестационарных двумерных уравнений Навье — Стокса исследована эволюция поля течения около кругового цилиндра и сферы, мгновенно стартующих с постоянной сверхзвуковой скоростью (M∞ = 5, Re = 105) из состояния покоя.
М. В. Литвиненко, В. В. Козлов, Г. В. Козлов, Г. Р. Грек
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: круглая струя, продольные структуры, визуализация, вихри Кельвина-Гельмгольца
Страницы: 50-60
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния продольных полосчатых структур на процесс турбулизации круглой ламинарной струи. Изучены качественные характеристики развития струи с использованием дымовой визуализации картины течения в струе и с проведением съемок видеокамерой поперечного и продольного сечений струи, подсвеченных лазерным "ножом" при стробоскопировании изображения. Показано, что полосчатые структуры могут быть генерированы непосредственно на выходе из сопла и их взаимодействие с кольцевыми вихрями Кельвина — Гельмгольца приводит к возникновению азимутальных "лучей" (Λ-структур) по типу трехмерного искажения двумерной волны Толлмина — Шлихтинга на нелинейной стадии классического перехода в пристенных течениях. Рассмотрено влияние скорости истечения струи и акустического воздействия на турбулизацию струи.
Н. Н. Федорова, И. А. Федорченко
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: скачок уплотнения, пограничный слой, отрывное течение, турбулентность, теплообмен
Страницы: 61-71
Приведены результаты численного моделирования взаимодействия косой ударной волны с турбулентным пограничным слоем, образующимся при сверхзвуковом (число Маха M = 5) обтекании плоской пластины. Расчеты выполнены для трех случаев взаимодействия различной интенсивности, приводящих к безотрывному или отрывному течениям. Проведены сравнения расчетных и экспериментальных данных. Исследовано влияние турбулентности потока и нестационарности отрывного скачка на характеристики течения.
А. О. Бекетаева, А. Ж. Найманова
"Институт математики Министерства образования и науки Республики Казахстан, 80100 Алматы"
Ключевые слова: сверхзвуковое течение, вдув струй, уравнения Навье-Стокса
Страницы: 72-80
С использованием уравнений Навье — Стокса численно моделируется плоское сверхзвуковое течение при наличии симметричного перпендикулярного вдува струй через щели на стенках. Исследовано влияние нерасчетности и числа Маха струи на структуру течения. Получены зависимости угла наклона ударной волны и длины отрывной зоны от нерасчетности. Выявлено влияние нерасчетности на увеличение подъемной силы, возникающей при взаимодействии потока с вдуваемой струей.
Т. Я. Грудницкая, В. А. Люлька, А. В. Шипилин
Вычислительный центр РАН, 119991 Москва
Ключевые слова: цилиндрическая труба, внезапное расширение, малые числа Рейнольдса, коэффициент сопротивления
Страницы: 81-84
На основе численного решения полной системы уравнений Навье — Стокса для несжимаемой жидкости получена формула для вычисления коэффициентов гидродинамического сопротивления в трубе с внезапным расширением сечения при числах Рейнольдса от 0,2 до 10. Проведено сравнение коэффициентов гидравлического сопротивления, полученных из численного решения уравнений Навье — Стокса и по выведенной формуле.
Е. Р. Газизов, Д. В. Маклаков
"Научно-исследовательский институт математики и механики Казанского государственного университета, 420008 Казань"
Ключевые слова: тяжелая жидкость, обтекание ступени, докритический и сверхкритические режимы
Страницы: 85-96
Исследуются безволновые режимы обтекания весомой жидкостью наклонной ступени высоты H. Рассмотрены случаи H > 0 и H <0. При этом всегда предполагалось, что поток является сверхкритическим справа на бесконечности, чем обеспечивается возможность существования решения с отсутствием волны вниз по потоку. Для случая докритического обтекания определялась зависимость между числом Фруда и возвышением ступени, которая обеспечивает безволновой режим. На основе анализа численных данных получена приближенная аналитическая зависимость между высотой ступени и числом Фруда. Показано, что эта зависимость практически одна и та же для ступеней любых наклонов. В случае сверхкритического обтекания установлено, что задача имеет двухпараметрическое семейство решений. В случае H
Ю. Я. Трифонов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: вязкое течение пленок, волнистые поверхности
Страницы: 97-110
Проведен теоретический анализ процесса стекания вязких пленок по волнистым поверхностям. Исследования выполнены на основе уравнений Навье — Стокса (для одномерных и двумерных поверхностей) и интегральной модели (для трехмерной поверхности с двойной структурой гофров). Расчеты выполнены в широком диапазоне чисел Рейнольдса и геометрических характеристик поверхности с учетом сил поверхностного натяжения. Рассчитаны форма свободной поверхности и другие характеристики течения. Показано, что в случае одномерной поверхности существует диапазон параметров, в котором течение определяется в основном силами поверхностного натяжения и хорошо описывается с использованием интегрального подхода. В этом диапазоне в случае поверхности с двойной структурой гофров осредненные характеристики течения по крупным гофрам определяются геометрией мелкой текстуры.
Н. Т. Данаев, А. А. Кашеваров*, В. И. Пеньковский*
"Институт механики и математики Казахского национального университета им. аль Фараби, 480012 Алматы; *Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск"
Ключевые слова: двухфазная фильтрация, кислотная обработка, численное моделирование
Страницы: 111-118
Сопоставляются результаты расчетов притока несмешивающихся флюидов к эксплуатационной скважине при различных параметрах пласта и состояниях прискважинной зоны. Рассмотрены установившийся и неустановившийся режимы фильтрации. Расчеты показывают, что кислотная обработка прискважинной зоны приводит к увеличению дебита скважины.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
