В статье представлены результаты исследования влияния фюзеляжа и отклонения органов управления на различные виды отрыва, которые формируются при обтекании модели крыла со стреловидной передней кромкой при дозвуковой скорости потока в аэродинамической трубе. Представленная работа является продолжением экспериментального цикла по исследованию отрывных течений и возможностей управления обтеканием моделей крыльев летательных аппаратов при малых числах Рейнольдса. С помощью отработанных методик визуализации течения вблизи поверхности крыла и термоанемометрических измерений получены экспериментальные данные, которые в полном объеме дают представление о возникающих отрывных структурах на подветренной стороне модели крыла при различных углах атаки и отклонении органов управления. Изучен вопрос управления отрывным обтеканием. Показано, что глобальный срыв потока может быть устранен с помощью метода локального воздействия в особых точках.
Е.Я. Гатапова1,2,3, М.Н. Рябов2 1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия egatapova@physics.msu.ru 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия mihahmach@mail.ru 3Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Ключевые слова: газокапельный поток, сопло, спрей, микроканальная мембрана, микрокапли, высокое разрешение, высокоскоростная визуализация
Страницы: 1057-1063
Для организации спрейного потока в стесненных условиях требуется создание специальных сопел, диспергирующих капли микронного и субмикронного размера у кромки сопла. В работе выполнена высокоскоростная визуализация газокапельного потока из специально изготовленного микроканального соплового устройства с разрешением 2.5 мкм/пиксель, что позволило определить размеры диспергируемых капель. Сопловое устройство представляло собой специально изготовленное устройство с микроканальной кремниевой мембраной толщиной 243 мкм и размером микроканалов 10´10 мкм2. Проведены измерения характерных размеров и определены скорости диспергируемых капель при малых расходах жидкости (0.05 - 2 мл/мин) и перепадах давления воздуха от 1 до 6 атм. При расходе жидкости HFE-7100 1 мл/мин и перепаде давления воздуха 1 атм средний размер капель составил примерно 40 мкм, а при расходе 2 мл/мин и перепаде давления 2 атм - 20 мкм. Обнаружено существенное увеличение скорости при повышении перепада давления. При минимальном расходе жидкости диспергировались капли очень малого размера, которые не детектировались при разрешении 2.5 мкм/пиксель, но общий поток в виде «тумана» отчетливо визуализировался.
Д.В. Хотяновский, А.Н. Кудрявцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия khotyanovsky@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые струи, численное моделирование, переход к турбулентности
Страницы: 1065-1072
На основе численного решения уравнений Навье - Стокса проведено исследование развития неустойчивых возмущений и перехода к турбулентности в расчетной сверхзвуковой струе, истекающей из сверхзвукового сопла круглого сечения. Моделирование выполнено в трехмерной постановке с разрешением вихревой структуры течения. Проведено сравнение результатов численных расчетов с имеющимися экспериментальными данными.
Проведено численное исследование нестационарных эффектов, развивающихся при подаче в вентилируемое помещение приточного воздуха через струйный осциллятор. Результаты параметрических двумерных URANS-расчетов в диапазоне чисел Рейнольдса (5.3 - 53)×103 показали, что при увеличении приточного расхода частота автоколебаний приточной струи линейно возрастает, значения числа Струхаля при этом изменяются слабо - от 3.3·10-3 до 5.4·10-3. Применение осциллятора существенно интенсифицирует перемешивание воздуха по сравнению с базовым вариантом со стационарной подачей воздуха через щелевое отверстие, что в процессе охлаждения позволяет быстро обеспечить в помещении практически однородное распределение температуры.
Обсуждаются результаты термоанемометрических измерений периодических контролируемых возмущений массового расхода вне пограничного слоя на плоской пластине и приводятся оценки их волновых характеристик, отражающих акустические свойства сверхзвукового пограничного слоя. Впервые продемонстрирована возможность излучения субгармонических возмущений при числе Маха 2.5.
На основе модифицированного метода средних потоков проведен численный анализ для сильно асимметричных индикатрис рассеяния. С этой целью для решения уравнения переноса излучения используется приближение дельта-Эддингтона. Для примера выполнены расчеты радиационно-кондуктивного теплообмена в плоском слое анизотропно рассеивающей среды для индикатрисы Хеньи-Гринштейна и транспортного приближения.
С помощью гибридной численной модели, основанной на методе решеточных уравнений Больцмана и уравнении переноса тепла, исследовалось влияние параметров смачиваемости материала пористого нагревателя на теплообмен при кипении. В результате моделирования процесса кипения на пористом нагревателе с регулярной гексагональной структурой металлических теплопроводящих прямоугольных элементов при различных тепловых напорах получены кривые кипения и коэффициенты усиления/деградации теплообмена для лиофильного, лиофобного и нейтрального материалов нагревателя. Результаты показали, что при умеренно малых тепловых напорах коэффициент теплоотдачи на лиофобном нагревателе больше, чем для поверхности с нейтральной смачиваемостью, ввиду более ранней инициации паровой фазы, а в области больших тепловых напоров теплообмен на лиофильном нагревателе наибольший. Было также показано, что температура начала закипания минимальна для лиофобного и максимальна для лиофильного нагревателей, а кризис кипения не наступает на пористом нагревателе любой смачиваемости даже при максимальных рассматриваемых тепловых напорах.
В.Н. Зудов, О.А. Шмагунов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия zudov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, горение в до- и сверхзвуковых струях, оптический разряд, импульсно-периодическое инициирование воспламенения
Страницы: 1123-1130
Рассматривается задача о воспламенении и горении расширяющейся во времени области. Инициирование горения осуществлялось с помощью импульсно-периодического энергоисточника. Выявлено влияние частоты импульсов и скорости потока на воспламенение. Выполнено численное моделирование самовоспламенения ламинарной струи водорода, разбавленной азотом, в спутном нагретом потоке воздуха. Проведено исследование нестационарного реагирующего слоя смешения между двумя потоками (воздуха и топлива), имеющими различные скорости и температуры.
Теория перколяции широко применяется для исследования теплопереноса и других кинетических процессов в системах с неупорядоченной структурой. В работе предложен феноменологический подход, объединяющий методы теории перколяции и мультифрактального анализа, для моделирования перколяционного кластера в трехмерной бесконечной среде с мультифрактальными свойствами. На основе разработанной модели получены однозначные численные значения топологических критических индексов и критического индекса проводимости, выявлены ранее неизвестные взаимосвязи между критическими индексами, определены пороговые условия, разделяющие качественно различные режимы поведения системы в масштабах корреляционной длины и установлена связь параметра порядка системы с золотым сечением, что указывает на универсальный характер выявленных зависимостей.
А.Д. Назаров, Н.Б. Миськив
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия nazarov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, распылительное охлаждение, температура рабочей жидкости
Страницы: 1145-1149
Выполнены экспериментальные исследования влияния температуры рабочей жидкости (дистиллированной воды) распылительной системы на теплоотдачу без кипения вертикальной гладкой поверхности. В ходе экспериментов капельный поток формировался с использованием гидравлической форсунки, температура охладителя и удельный массовый поток воды изменялись в диапазонах 13 ÷ 70 °C и 3.4 ÷ 4.5 кг/(с·м2) соответственно. Теплонагруженная поверхность представляла собой фольгу из нержавеющей стали толщиной 20 мкм с квадратной рабочей поверхностью 0.07×0,07 м2. Нагрев осуществлялся с помощью источника постоянного тока. Тепловой поток поверхности не превышал 479.6 кВт/м2. Температура поверхности поддерживалась не выше 80 °C. Результаты исследования показали, что при однофазном режиме охлаждения и при увеличении температуры рабочей жидкости до 60 °C коэффициент теплоотдачи возрастает в соответствии с зависимостью, близкой к линейному закону. Дальнейшее увеличение температуры воды приводит к увеличению температуры теплонагруженной поверхности и, как следствие, снижению теплоотдачи.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
