Приведены экспериментальные данные о
типичных профилях свободной поверхности
и давлении на дне канала при обтекании
порога сверхкритическим потоком.
Показано, что в этом течении наряду с
известной критической глубиной имеется
еще две характерных глубины, одна из
которых устанавливается на выходе из
канала в атмосферу, а другая определяет
условия, при которых возмущения
распространяются далеко вверх по потоку
от порога. Проведено сравнение
экспериментальных данных с результатами
расчетов на основе математической
модели, учитывающей турбулентное
перемешивание при обрушении волн.
В рамках однослойной модели теории
"мелкой воды" изучаются течения над
разрывом отметки дна (уступом дна).
Основное внимание уделяется обоснованию
соотношений на возникающем при этом
неподвижном разрыве. Выделены допустимые
устойчивые течения на таком разрыве. В
качестве примера решена задача о течении
воды, возникающем в результате
разрушения плотины над уступом дна,
представляющем собой порог, на который
натекает вода.
Рассмотрена плоская задача о расчете
направленного переноса внутренних масс и
дифференциального вращения внутреннего
жесткого ядра при сложном нагружении
гипопластических сред с непрерывным
поворотом главных осей тензора
деформаций. В качестве базовой
используется гипопластическая модель
гранулированных сред с внутренними
переменными. На основе метода конечных
элементов построен численный алгоритм
расчета полей напряжений и скоростей,
возникающих в неупругой среде при
сложном нагружении. Приведены траектории
движения материальных точек среды и
получены оценки скорости вращения ядра и
коэффициента редукции.
Численно исследуется влияние
динамической предыстории потока, а также
параметра расширения канала на
аэродинамику стационарного отрывного
ламинарного течения за обратным
прямоугольным уступом, расположенным в
плоскопараллельном канале. Показано, что
пограничный слой перед отрывом потока
оказывает сильное влияние на
характеристики течения за уступом.
Уменьшение толщины пограничного слоя в
сечении уступа приводит к уменьшению
длины отрывной зоны, а увеличение
параметра расширения при фиксированных
начальной толщине пограничного слоя и
числе Рейнольдса — к ее увеличению.
Приведены результаты расчетов
турбулентных течений в окрестности
осесимметричных конфигураций типа
цилиндр с "юбкой" при значениях числа
Маха M = 3, 5, 7. Расчеты проведены для
условий реальных физических
экспериментов. В качестве математической
модели используются осредненные
уравнения Навье – Стокса, дополненные
моделью турбулентности Уилкокса.
Проведено сравнение расчетных и
экспериментальных распределений давления
на поверхности обтекаемого тела, полей
скорости, а также коэффициентов
теплообмена.
И. А. Бедарев, А. А. Маслов, А. А. Сидоренко, Н. Н. Федорова, А. Н. Шиплюк
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 100-112
Экспериментально и численно исследовано
осесимметричное ламинарное отрывное
течение в окрестности конуса с "юбкой"
при числе Маха M=6. Измерены и
сопоставлены с расчетом распределения
давления и чисел Стэнтона вдоль
поверхности модели, а также профили
скорости в зоне взаимодействия скачка
уплотнения с пограничным слоем. Численно
изучено влияние ламинарно-турбулентного
перехода на параметры течения.
А. В. Федоров, Н. Н. Федорова, И. А. Федорченко*, В. М. Фомин**
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, 630008 Новосибирск *Новосибирский государственный технический университет, 630092 Новосибирск **Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 113-125
Представлены результаты численного
моделирования процесса прохождения
ударной волны вдоль пылевого слоя,
выполненные в предположении равенства
скоростей и температур фаз. Показано,
что внутри слоя формируется система волн
сжатия и разрежения, отражающихся
последовательно от внешней границы и
твердой стенки. Описаны случаи
регулярного и нерегулярного отражения
лидирующей ударной волны от твердой
стенки с различными сценариями развития
неустойчивости на верхней границе слоя.
Обсуждаются возможные механизмы подъема
частиц с поверхности.
Экспериментально исследовано воздействие
формы и размеров преграды на отрывное
течение и теплообмен. Представлены
результаты исследования и сравнительного
анализа гидродинамической структуры
отрывного потока за ребром и уступом.
Показан принципиально различный характер
переносных процессов в отрывном течении
за данными препятствиями. Исследована
структура течения во вторичной вихревой
зоне.
Получены уравнения движения тонких
пленок при линейной зависимости вязкости
жидкости и поверхностного натяжения от
температуры. Проведен численный анализ
влияния различных факторов на положение
свободной границы пленки.
Развита теория локального зондирования
прискважинных областей пористых и
проницаемых горных пород с помощью
акустических волн. Предполагается, что
акустические сигналы распространяются в
кольцевом зазоре между корпусом зонда и
пористой проницаемой стенкой скважины.
Исследованы количественные
характеристики и особенности динамики
волн в зависимости от характера
неоднородности пористой среды, в
частности, в случае, когда вокруг канала
имеются радиальные трещины или
низкопроницаемая "корка". Полученные
результаты показывают, что проницаемость
и пористость горных пород в ряде случаев
существенно влияют на эволюцию
акустических сигналов в скважине.