Определены профили и величины давления в
ударных волнах при взрыве в воздухе
сферических, линейных и пространственных
зарядов типа витка объемной спирали,
плоских кольцевых витков и спиралей
Архимеда различной длины. При взрыве
колец и спиралей вдоль направления их
осей вблизи зарядов регистрируется
сложная структура волнового поля в виде
последовательности нескольких ударных
волн, наблюдаются более слабое затухание
ударных волн с расстоянием и амплитуды
давления в 2–3 раза выше, чем в случае
со сферическим зарядом той же массы.
Установлено, что увеличение длины
плоской спирали не приводит к росту
максимального давления в ударной волне
на расстояниях порядка нескольких шагов
спирали от ее плоскости. С удалением от
пространственных зарядов различной
формы, но одинаковой массы значения
давлений во фронте ударных волн
совпадают и асимптотически стремятся к
значениям параметров сферического взрыва
при существенном увеличении длительности
излученного пространственным зарядом
волнового пакета. Приведены зависимости
для оценки амплитуд давления ударных
волн в ближней зоне взрыва.
Экспериментально исследован процесс
эволюции и отражения ударных волн
умеренной амплитуды от твердой границы в
пористой среде, насыщенной жидкостью с
пузырьками растворимого газа. Проведено
сравнение опытных значений амплитуды и
скорости отраженной волны с расчетами по
математическим моделям. Изучен процесс
растворения газовых пузырьков в жидкости
за ударной волной.
В. Н. Рычков, М. Е. Топчиян, А. А. Мещеряков*, В. И. Пинаков*
"Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск *Конструкторско-технологический институт гидроимпульсной техники СО РАН, 630090 Новосибирск"
Дано физическое обоснование
использования высоких давлений в
гиперзвуковом аэродинамическом
эксперименте. Приведены результаты
расчетов чисел Маха и Рейнольдса,
достижимых на линии конденсации газа, в
зависимости от температуры и давления в
форкамере. Рассмотрены и описаны подходы
к решению проблем проектирования
установок сверхвысокого давления,
реализующих истечение с давлениями до 20
тыс. атм, таких как остановка поршня
первой ступени в точке максимального
давления, подавление силы реакции,
обеспечение уплотнения движущегося
поршня, снижение сил трения в
уплотнениях. Рассматриваемые принципы
применены в реально действующей
установке.
Показано существование периодического по
времени двумерного изэнтропического
движения газа, описываемого точным
решением уравнений газовой динамики.
Политропный газ, заполняющий круглый
цилиндр, под действием периодически
меняющегося внешнего давления находится
одновременно во вращательном и
колебательном (по радиусу) режиме
движения. Полученное решение принадлежит
классу решений с линейным по координатам
полем скоростей (с однородной
деформацией).
В линейном приближении исследуется
устойчивость стационарных
осесимметричных МГД-течений несжимаемой
идеально проводящей невязкой жидкости по
отношению к закрутке – возмущениям
азимутальных компонент поля скорости.
Показано, что в течениях типа
магнитогидродинамического вихря Хилла –
Шафранова задача сводится к одномерной
задаче на замкнутой линии тока
невозмущенного течения (пространственная
координата – длина дуги линии тока).
Сформулирована спектральная краевая
задача на собственные значения для
системы двух обыкновенных
дифференциальных уравнений с
периодическими коэффициентами с
периодическими граничными условиями.
Найдены достаточные условия, при которых
закрутка невозможна. С помощью
численного решения характеристического
уравнения показано, что для каждой линии
тока при выполнении некоторого условия
существует действительное собственное
значение, обеспечивающее монотонный
экспоненциальный рост начальных
возмущений.
Для описания процессов коллективного
взаимодействия газовых пузырьков,
движущихся в идеальной несжимаемой
жидкости, используется кинетический
подход, основанный на приближенном
вычислении потенциала течения жидкости и
формулировке системы уравнений
Гамильтона для обобщенных координат и
импульсов пузырьков. Выведены
кинетические уравнения, описывающие
эволюцию функции распределения
пузырьков, близкие к уравнениям Власова.
В рамках линейной теории рассмотрена
задача о поступательном движении
вихреисточника в трехслойной жидкости,
ограниченной снизу дном. Жидкость в
каждом слое идеальная, несжимаемая,
тяжелая и однородная. На основе
разработанного ранее метода получены
формулы для возмущенных комплексных
скоростей жидкости в каждом слое,
волнового сопротивления и подъемной силы
вихреисточника. Рассмотрены случаи
движения вихря вблизи границы раздела
двух полубесконечных жидких сред, в
двухслойной жидкости, ограниченной
сверху свободной поверхностью или
твердой крышкой при наличии дна, а также
ограниченной снизу дном и сверху
свободной поверхностью или твердой
крышкой. Во всех случаях приведены
зависимости гидродинамических
характеристик вихреисточника от числа
Фруда. Обнаружено, что для ряда задач
эти характеристики терпят разрыв при
переходе через критические числа Фруда.
Характер этих разрывов исследован
аналитически.
Для описания течений порошкообразных
смесей предложена модель слабосжимаемых
сред, основанная на предположении
малости объемной концентрации газа.
Приближение сильных ударных волн
используется для описания динамики
сильных разрывов. Различные приближенные
постановки выводятся из вариационного
принципа после сужения класса функций, в
котором ищется экстремаль функционала
действия.
Анализируется специфика взаимосвязанных
задач экологии и климата. Предлагаемая
методика решения данного класса задач
демонстрируется на примере оценки
качества атмосферы, мониторинга и
прогноза экологических последствий
антропогенных воздействий. Развивается
подход, основанный на вариационных
принципах в сочетании с методами
расщепления и декомпозиции. Представлена
структура алгоритмов, реализующих
эйлеровы и лагранжевы постановки задач.
Приведены примеры сценариев
моделирования в конкретных ситуациях.
В. А. Левин*, В. Г. Громов, Н. Е. Афонина
"*Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041 Владивосток Институт механики Московского государственного университета, 117192 Москва"
Численно исследовано влияние локального
источника энергии в сверхзвуковом потоке
на аэродинамическое сопротивление и
теплообмен сферического затупления.
Расчеты выполнены на основе уравнений
Навье – Стокса для термически
равновесной модели воздуха. Получены
данные о влиянии интенсивности и размера
источника энергии на волновое
сопротивление, трение и теплообмен.
Особое внимание уделяется изучению
эффекта снижения аэродинамического
сопротивления с помощью сфокусированного
теплового источника. Исследованы
газодинамические основы этого эффекта.
Получены оценки границ снижения
сопротивления и найдены оптимальные
условия теплоподвода.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
