Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты исследования нестационарного распада вихря, выполненного одновременно двумя методами диагностики потоков: методом определения поля скорости по трекам частиц (PIV) и лазерной доплеровской анемометрией (LDA). Для конкретного экспериментального режима численно решены в цилиндрических координатах трехмерные нестационарные уравнения Навье – Стокса для несжимаемой жидкости. Хорошее соответствие результатов расчета и эксперимента показало работоспособность как предложенной методики диагностирования пульсирующего распада вихря, так и использованного численного метода решения трехмерных нестационарных уравнений Навье – Стокса.

Рассмотрено уравнение конвективной диффузии частиц, и сформулирована постановка задачи о выделении частиц пыли из турбулентного потока газа в прямоточном циклоне. Проведен анализ уравнений пульсационного движения частиц в поле действия центробежных и кориолисовых сил, и получена аналитическая зависимость для их коэффициента диффузии.

Описывается модель двухфазного течения из пакета программ TASCflow3D, используемая для моделирования закрученного внезапно расширяющегося турбулентного течения смеси газа и частиц. Современные численные методы позволяют решать вычислительные проблемы, связанные с использованием большого числа узлов разностных сеток. В рассматриваемом случае применяется неравномерная разностная сетка с локальным измельчением в зонах больших градиентов скорости. Одна из задач исследования – определение влияния разрешения расчетной сетки на сходимость решения. Получено хорошее соответствие между расчетом и экспериментом. Результаты вычислений дают полезную информацию о структуре потока.

Экспериментально исследована структура нестационарных вихревых следов за ротором в системе венцов статор – ротор – статор осевого компрессора. Установлено, что помимо торможения осредненной по времени относительной скорости течения в зоне турбулентного вихревого следа за лопаткой вблизи оси следа возникает слой свободных вихрей, сносимых потоком. Свободные вихри пульсируют с частотой следования лопаток соседних венцов, вызывают пульсации скорости и давления в потоке и в процессе смешения увеличивают потери полного давления.

Проведено математическое моделирование трансзвукового режима обтекания крылового профиля в условиях импульсного периодического локального энергоподвода с целью изучения его влияния на структуру течения (разрушение и возникновение ударных волн, их положение и интенсивность и иные эффекты, вызванные перестройкой течения). Представлены результаты расчета обтекания профиля NACA-0012 потоком идеального газа с числом Маха 0,8 при различных положениях зон энергоподвода и значениях подводимой энергии. Моделирование проводилось на основе двумерных нестационарных уравнений газовой динамики. В качестве начальных условий используется стационарное обтекание профиля без энергоподвода. Для нахождения численного решения применяется явный метод конечных объемов, уменьшающий полную вариацию (TVD-реконструкция). С момента начала энергоподвода до получения периодического режима решается нестационарная задача. Показаны возможности управления локальными и интегральными характеристиками крыловых профилей на трансзвуковых режимах обтекания. Установлен периодический характер формирующегося течения, который может быть реализован на крейсерских режимах полета; приведены примеры как глобальной, так и локальной перестройки течения.

Проведены экспериментальные исследования обтекания крыловых профилей в дозвуковых аэродинамических трубах. Цель исследований – сравнение течений над верхней поверхностью обычного прямого крыла и крыла с волнистой поверхностью, имитирующего крыло параплана. Обнаружена трехмерность структуры течения в зоне ламинарных отрывных пузырей, показаны особенности их формирования на плоском и волнистом крыле. Измерены нормальная и тангенциальная составляющие аэродинамической силы, действующей на крыло, и показаны преимущества крыла параплана перед плоским крылом.

Проведены экспериментальные исследования возникновения мощных резонансных акустических колебаний, обусловленных сходом когерентных структур (источник возбуждения колебаний) в областях отрыва турбулентного пограничного слоя в начале следа за плоскими и пространственными конфигурациями прямоугольных, стреловидных и круговых пластин, установленных в канале параллельно его стенкам. Обнаружены некоторые новые явления, в частности, взаимодействие ряда систем когерентных структур и соответственно одновременное возбуждение нескольких резонансных частот в переходных режимах, возникновение пространственно неоднородных когерентных структур, формирование сложных стоячих звуковых волн около обтекаемых тел. Полученные результаты рассматриваются как различные способы управления аэроакустическим резонансом и течением в целом.

Исследованы ИК-спектры ультрадисперсных алмазов, полученных различными группами исследователей. Изучено влияние термической и радиационной обработки на свойства систем ультрадисперсных алмазов. На основе анализа ИК-спектров сделаны качественные предположения, касающиеся кинетики образования систем ультрадисперсных алмазов.

Численно исследовано взаимодействие ударных волн, которое могло бы вызвать детонацию взрывчатого вещества (Composition B), содержащегося в тонкостенном контейнере при ударе по нему цилиндрическим ударником. Для нахождения скорости выделения энергии взрывчатого вещества использовалась модель Forest Fire. После удара волны разрежения, распространяющиеся от периферии элемента и со стороны поверхности раздела оболочка — взрывчатое вещество, догоняют ударные фронты, движущиеся по взрывчатому веществу и ударнику. При высокой скорости ударника прошедшая ударная волна возбуждает детонацию у поверхности раздела оболочка — взрывчатое вещество. При средних значениях скорости ударника скорость выделения энергии из ударно-сжатого объема взрывчатого вещества такова, что эффекты, связанные с этим, преобладают над эффектами, вызванными волнами разрежения, и приводят к возбуждению детонации после того, как ударная волна проходит некоторое расстояние во взрывчатом веществе. Обнаружено, что существует диапазон минимальных скоростей ударника, при которых воздействие волн разрежения преобладает над выделением энергии, и в результате детонация возбуждается не за фронтом ударной волны, движущейся по взрывчатому веществу, а только после отражения от нижней пластины из материала с высоким импедансом. Это означает, что при исследовании отклика взрывчатого вещества, заключенного в оболочку из материала с высоким импедансом, необходимо принимать во внимание эффекты, связанные с взаимодействием ударной волны со стенками контейнера.

На основе модели Forest Fire для скорости реакции численно исследовалось взаимодействие ударных волн при инициировании взрывчатого вещества (Composition B), заключенного в стальной тонкостенный контейнер. Рассматривался случай удара по контейнеру в направлении нормали небольшим ударником с конической носовой частью. Показано, что в зависимости от угла конуса носовой части ударника зона взаимодействия инициирующих ударных волн может находиться в стороне от центральной оси соударения. Такая внеосевая детонация рассматривалась с точки зрения различных режимов взаимодействия ударных волн в контейнере с взрывчатым веществом, которые отражались от стенки оболочки, изменяли направление распространения и затем накладывались, приводя к детонации взрывчатого вещества.