Н. Н. Пилюгин, В. С. Хлебников*
"Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, 119899 Москва *Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, 140180 Жуковский"
Проведено экспериментальное исследование
сверхзвукового трехмерного обтекания
двух тел, расположенных одно за другим.
Проанализирована структура течения между
телами. Определены зоны действия
максимальных силовых нагрузок на
поверхности заднего тела.
Представлены данные эксперимента по
определению области существования
автоколебаний (эффект Гартмана) с
частотой примерно 450 Гц в зависимости
от расстояния от сопла до резонатора.
Результаты работы отличаются от
известных результатов Гартмана и его
последователей, полученных для
неглубоких резонаторов. Показано, что
область автоколебаний существует при
больших расстояниях от сопла до
резонатора. На основе современных
представлений о газодинамической
структуре сверхзвуковой недорасширенной
струи дано объяснение полученных
результатов. Показано, что при
определении частоты низкочастотных
колебаний достаточно учитывать длину
резонатора и его "присоединенную" массу.
В рамках классической модели
стационарного обтекания идеальной
несжимаемой жидкостью исследована задача
максимизации подъемной силы
аэродинамического профиля типа дужки при
наличии на нем стока, моделирующего
отбор потока. Для стока с фиксированным
расходом на верхней поверхности заданной
дужки найдено оптимальное положение,
обеспечивающее наибольший прирост
подъемной силы. Показано, что при
наличии стока оптимальная форма дужки с
ограниченными кривизной и длиной хорды
совпадает с оптимальной формой дужки без
стока, найденной М. А. Лаврентьевым
(дужка окружности). Определена величина
расхода, соответствующая максимальной
подъемной силе, и выяснен механизм
влияния отбора потока на подъемную силу.
Предложена математическая модель
осесимметричного завихренного движения
идеальной несжимаемой жидкости в
удлиненной трубке с тонкими упругими
стенками. Сформулированы необходимые и
достаточные условия гиперболичности
системы уравнений движения для течений с
монотонным по радиусу профилем скорости.
Вычислены скорости распространения
характеристик и характеристическая форма
системы. Доказано существование простых
волн, непрерывно примыкающих к заданному
стационарному сдвиговому потоку. Найдена
группа преобразований, допускаемых
системой уравнений, и выписаны
подмодели, определяющие инвариантные
решения. В результате интегрирования
фактор-систем получены новые классы
точных решений уравнений движения.
Исследуется дифракция плоских
поверхностных волн плавающей
полубесконечной пластиной в жидкости
конечной глубины. Построено явное
аналитическое решение этой задачи
методом Винера — Хопфа. Получены простые
точные формулы для коэффициентов
отражения и прохождения, а также их
асимптотики. Приведены результаты
численных расчетов по полученным
формулам.
Предложен метод интегральных уравнений
для решения плоских и пространственных
задач об ударе пластины о несжимаемую
жидкость конечной глубины. Проведено
аналитическое и численное исследование
решений полученных уравнений. Изучено
поведение ударного импульса в
зависимости от глубины жидкости и
удлинения пластины.
Предлагается численная модель
потенциального течения идеальной
несжимаемой жидкости при ударе о воду
тела с вогнутыми участками днища.
Учитывается сжатие захватываемого
воздуха. Алгоритм основан на совместном
решении методом конечных разностей
уравнений движения тела и жидкости с
аппроксимацией по времени. Решение
краевой задачи для уравнения Лапласа в
каждый момент времени определяется
методом граничных элементов. Приведены
результаты расчетов. Показано влияние
воздушной прослойки, размеров и формы
гофров, начальной скорости и других
параметров на процесс удара.
Численно исследован нестационарный режим
обтекания полубесконечной изотермической
пластины несжимаемой вязкой жидкостью в
условиях естественной конвекции. Решение
получено с учетом гомогенной химической
реакции первого порядка и подвода массы
через пластину. Полученный в расчетах
профиль скорости хорошо согласуется с
известным точным решением. Представлены
профили скорости, температуры и
концентрации. Показано, что скорость
жидкости уменьшается при увеличении
параметра химической реакции.
Проанализированы распределения местных и
осредненных значений поверхностного
трения, чисел Нуссельта и Шервуда.
С использованием оптоэлектронной техники
экспериментально исследованы колебания
элементов лесных горючих материалов в
ламинарном потоке воздуха. Определены
модуль Юнга и жесткость, значения
которых удовлетворительно согласуются с
известными данными. Показано, что
взаимодействие элементов лесных горючих
материалов с потоком воздуха приводит к
несимметричному отрыву потока, что
вызывает колебания хвоинок и веточек с
частотой, равной частоте их собственных
колебаний. Из анализа экспериментальных
данных получена оценка предельных
значений равновесной скорости ветра в
пологе леса, при которых может возникать
и затухать лесной пожар.
Исследован процесс устранения
асфальтопарафиновых пробок в
оборудовании нефтяных скважин источником
высокочастотного излучения, работающим в
режиме периодического включения и
выключения. Численно анализируется
динамика плавления пробок. Определено
время ликвидации пробок в зависимости от
скважности цикла работы высокочастотного
генератора и времени его непрерывной
работы в одном цикле.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
