Главная – Журналы – Поиск по журналам

Методом ультразвукового интерферометра исследована скорость звука в жидком и газообразном фторированном углеводороде R - 227 (CF₃ – CHF – CF₃) в интервале температур от 0 до 120°С до давления 2,6 МПа. В том же температурном интервале проведены измерения давления насыщенного пара. На основе полученных данных оценены температура кипения при атмосферном давлении и энтальпия испарения. По экспериментальным данным о скорости звука рассчитана молярная изобарная теплоемкость R - 227 в идеально - газовом состоянии.

Численно исследован процесс взаимодействия высоконапорных струй кислорода с поверхностью жидкого металла в сталеплавильном конвертере, где под силовым воздействием струй в толще металла образуется каверна, поверхность которой является гидродинамически неустойчивой. Предложены упрощенная схема химических реакций и механизмы диспергирования капель металла с поверхности раздела фаз, позволяющие правильно описывать газодинамическую картину течения в полости каверны. Моделирование двухфазного турбулентного течения в каверне рассматривается в рамках континуальной модели на основе осредненных уравнений Навье – Стокса. Для их замыкания используется – – модель турбулентности, учитывающая наличие второй фазы. Проведено исследование структуры течения в каверне. Предложены практические рекомендации по повышению эффективности процесса дожигания в каверне монооксида углерода.

Экспериментально исследуются течения в модели, имеющей на входе воздухозаборное устройство пространственного сжатия, ступенчато переходящее в канал с постоянной площадью поперечного сечения. Модель располагается в рабочей части аэродинамической трубы в условиях обдува внешним сверхзвуковым ( = 2,75 – 4,03) невозмущенным потоком при расположении ее в ядре потока или погружении в пограничный слой на стенке трубы. Исследованы запускаемость воздухозаборника, изменение донных давлений на уступе и интегральные параметры в выходном сечении в зависимости от типа конфигурации поверхности сжатия, влияющей на волновую картину течения на входе.

В работе проведено численное моделирование характеристик неустойчивых возмущений Тейлора – Гертлера в сверхзвуковой осесимметричной струе в рамках вязкого приближения теории гидродинамической устойчивости. Выведены основные уравнения для малых колебаний в криволинейной цилиндрической системе координат. Изучены закономерности и особенности характеристических связей разномасштабных вихрей при изменении средних параметров потока. Найдены критические числа Рейнольдса потери устойчивости. Установлено, что крупномасштабные вихри, имеющие меньшие инкременты по сравнению с мелкомасштабными, теряют устойчивость при более низких числах Рейнольдса. Дается трактовка некоторых экспериментальных результатов.

Для предварительных исследований воздействия локального энергоисточника на обтекание тела сверхзвуковым потоком предложена упрощенная модель следа за источником. Моделирование следа за локальным энергоисточником с помощью слабонедорасширенной струи позволяет получить аэродинамические характеристики тел, согласующиеся с результатами полного расчета трехмерных уравнений Эйлера.

Экспериментально исследуется смешение горячего потока с коаксиальным газокапельным потоком в цилиндрическом канале. Получены распределения температуры адиабатической стенки и эффективности охлаждения по длине канала при различных значениях температуры основного потока и концентрации жидкости, а также распределения полей температур, влажности и концентрации пара в пристенной области. Температура основного потока в экспериментах составляла 50, 100 и 150 °С, массовая концентрация жидкости, распыленной в пристенной струе, имела значения 0, 5 и 10 %. Полученные данные позволяют оценить масштаб слоя смешения потоков и изменение влажности в сечениях канала.

Разработана методика визуализации импульсных крупномасштабных (до 5 м) воздушных струй, создаваемых пневмоимпульсными генераторами. Исследовано влияние геометрических и газодинамических параметров пневмоимпульсного генератора на динамику распространения струй, истекающих в свободное пространство. В обобщенных координатах получена аппроксимационная зависимость, описывающая траекторию движения контактной поверхности струйного газа в широком диапазоне геометрических параметров при отношении полного начального давления в форкамере к давлению в окружающем пространстве в пределах 4 – 51.

Рассмотрено влияние локального энерговыделения у стенки плоского канала на структуру сверхзвукового течения. Решаются уравнения Эйлера. Энерговыделение моделируется заданием в некоторой зоне более высокого начального давления. Размеры зоны малы. Для решения этой разномасштабной задачи применяется специально разработанный численный метод, позволяющий вводить перекрывающиеся сетки, размеры ячеек которых отличаются, по крайней мере, на порядок. Тестовые расчеты показали эффективность метода. Результаты по влиянию энерговыделения приведены для числа Маха на входе в канал M = 2. Установлено, что локальное энерговыделение создает заметную завихренность потока. Кроме того, начальное возмущение относительно быстро распространяется поперек канала. Оба фактора важны в практическом плане (для управления процессами перемешивания химически реагирующих веществ, организации сверхзвукового горения и т. д.).

Представлены результаты экспериментальных исследований тепловых потоков и аэродинамических характеристик асимметричных летательных аппаратов упрощенных форм при гиперзвуковых скоростях течения. Для некоторых из рассматриваемых аппаратов проведены расчеты по разработанным приближенным методам, результаты которых сопоставлены с полученными экспериментальными данными. Предложены эмпирические зависимости для расчета тепловых потоков.

Рассчитывается гиперзвуковое течение вязкого сжимаемого газа возле тела вращения с элементом, индуцирующим переднюю отрывную зону. Используется неявная симметричная схема для решения уравнений сжимаемого газа в произвольных криволинейных координатах. Схема имеет на стационарных решениях шестой порядок аппроксимации. Приводится сравнение интегрального коэффициента сопротивления для тела с элементом и без него.