Приведены четыре экспериментально
полученных примера неустойчивых и
резонансных режимов генерации внутренних
волн движущимся или колеблющимся
цилиндром. Два из них можно трактовать
как проявление эффекта критического
слоя, но не по фазовой, а по групповой
скорости распространения малых
возмущений, один – как проявление
эффекта уплотнения энергии двух волн,
еще один пример допускает обе указанные
трактовки.
Получены новые классы инвариантных
решений интегродифференциальных
уравнений, описывающих распространение
нелинейных волн концентрации в
разреженной пузырьковой жидкости. Для
всех найденных решений вычислены
траектории движения частиц в фазовом
пространстве. Проведено исследование
устойчивости некоторых течений по
линейному приближению. В ряде случаев
построение решения сведено к
интегральному уравнению второго рода,
которое может быть решено методом
итераций.
В рамках линейной теории
гидродинамической устойчивости проведено
численное моделирование характеристик
возмущений Тейлора–Гертлера на начальном
участке сверхзвуковой осесимметричной
струи с учетом эффектов непараллельности
и расширения потока. Изучены
закономерности и особенности продольной
динамики инкрементов различных волновых
компонент для турбулентной,
слабонеизобарической и ламинарной струй.
Показано, что значения инкрементов
сильно зависят от величины, по которой
они определяются, положения точки, в
которой она замеряется, и режима
истечения. Обсуждаются некоторые
экспериментальные результаты, и
предлагается методика определения
инкрементов.
Исследовано косое набегание волн малой
амплитуды на упругую полубезграничную
составную пластину, плавающую на
свободной поверхности жидкости конечной
глубины. Передний участок пластины
постоянной ширины шарнирно скреплен с
основной частью и имеет отличные от нее
характеристики. Определены коэффициенты
отражения и прохождения волн, а также
вертикальные смещения пластины. Показано
существенное влияние неоднородности
материала пластины на дифракцию
поверхностных волн. Предложены способы
уменьшения упругих деформаций основной
части пластины.
Н. В. Гаврилов, В. А. Костомаха, А. Г. Деменков*, Г. Г. Черных*
"Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск"
Выполнено экспериментальное и численное
моделирование развития турбулентного
осесимметричного следа за самодвижущимся
телом. Экспериментально режим
самодвижения реализовывался в следе за
телом вращения, гидродинамическое
сопротивление которого полностью
компенсировалось импульсом выдуваемой из
его кормовой части закрученной струи, а
вносимая струей закрутка
уравновешивалась вращением части
поверхности тела в противоположном
направлении. Для математического
описания такого следа применялась
полуэмпирическая модель турбулентности
второго порядка, включающая
дифференциальные уравнения движения,
переноса нормальных рейнольдсовых
напряжений, скорости диссипации и
неравновесные алгебраические соотношения
для определения касательных напряжений.
Получено удовлетворительное согласие
результатов расчетов с данными
эксперимента. Численно исследовано
вырождение дальнего турбулентного следа.
Проведены экспериментальные исследования
условий возникновения аэроакустических
резонансных явлений около
осесимметричного тела в виде трубы с
толстыми стенками, обтекаемого потоком
воздуха в прямоугольном канале.
Определены зависимости собственной
частоты акустических колебаний от длины
модели. В результате исследований
механизма возникновения колебаний в
следе показано, что процесс генерации
кольцевых когерентных структур в
резонансных режимах характеризуется
развитием нелинейностей, в том числе
субгармонического пакета. Обсуждаются
возможные способы управления течением.
Исследуется нелинейное развитие
гидроупругой неустойчивости, возникающей
при обтекании покрытия из
резиноподобного материала турбулентным
пограничным слоем потока несжимаемой
жидкости. Построено нелинейное
дисперсионное уравнение для двумерных
квазимонохроматических волн малой
амплитуды. Уравнения Прандтля для
среднего (по периоду волнистости)
течения в пограничном слое решены в
приближении локального подобия и с
помощью прямого численного
интегрирования. Развитие неустойчивых
волн во времени изучено на основе
уравнения Ландау, которое выводится
отдельно для неустойчивости быстрых волн
(флаттера) и квазистатической
неустойчивости (дивергенции). Проведено
сопоставление результатов расчетов с
известными экспериментальными данными.
Построена математическая модель эволюции
слоя смешения в течениях со сдвигом
скорости. Найдено решение задачи о слое
смешения с градиентом давления, в
частности, получено распределение
скорости и основных характеристик
турбулентного течения в слое смешения.
Рассмотрено обтекание плоской пластины с
затупленной передней кромкой потоком
вязкой несжимаемой жидкости с малой,
периодической по размаху стационарной
неоднородностью профиля скорости. Такое
течение моделирует взаимодействие одного
из видов вихревых возмущений
турбулентного внешнего потока с
пограничным слоем. Полученное решение
предсказывает порождение сильных
возмущений в пограничном слое,
аналогичных полосчатой структуре,
наблюдаемой при повышенной степени
турбулентности набегающего потока.
Показано, что течение в пограничном слое
на затупленных телах более восприимчиво
к вихревым возмущениям, чем на пластине
с острой передней кромкой.
Рассматривается ползущее движение
тонкого слоя нелетучей вязкой жидкости,
растекающейся под действием капиллярных
сил по поверхности твердого тела,
покрытой однородной пленкой малой
толщины (микропленкой). Изучается
влияние сил Ван-дер-Ваальса в
прекурсионной пленке на асимптотику угла
наклона свободной границы слоя в области
больших толщин, где преобладают
капиллярные силы. Получено решение
задачи об угле наклона для всего
возможного диапазона толщин микропленки.
В пределе малых толщин микропленки оно
согласуется с известным решением задачи
динамики смачивания сухой поверхности
при наличии прекурсионной пленки с
учетом влияния сил Ван-дер-Ваальса.
Исследована роль условия на конце
прекурсионной пленки.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
