Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматривается возможность восстановления пространственного распределения средней плотности воздуха в сверхзвуковой струе из результатов лазерного просвечивания. Показано, что для аксиально-симметричных потоков процедура восстановления может быть проведена на основе преобразований Абеля по результатам измерений локальных наклонов волнового фронта. Разработан алгоритм восстановления средней плотности воздуха в среде из поперечных относительно оси струи отклонений фронта просвечивающей волны. Алгоритм протестирован в экспериментах на вертикальной струйной установке ИТПМ СО РАН. Результаты хорошо согласуются как с известными из литературы данными контактных измерений, так и с численным решением гидродинамической задачи.

Представлены результаты измерений количества осадков оптическим осадкомером ОПТИОС и стандартным измерителем Третьякова О-1 в течение трех летних месяцев 2020 г. Показано хорошее согласие результатов измерений обоими приборами. Сравнение показаний ОПТИОС и аналогичного оптического осадкомера, установленного на расстоянии 3 км, а также данных метеостанции «Томск» сети Росгидромета, расположенной на расстоянии 6 км, демонстрирует существенные пространственные вариации характеристик атмосферных осадков. Доказана возможность использования ОПТИОС в качестве автоматизированного измерителя осадков как в составе метеостанции, так и в качестве отдельного компонента наблюдательной осадкомерной сети.

Проведено численное моделирование сверхзвукового течения в канале с переменным сечением при подаче вдоль оси канала этилена под воздействием струи, создающей эффект дросселя. Решены осредненные уравнения Навье - Стокса, замыкаемые ($k$-$\varepsilon$)-моделью турбулентности. Горение этилена моделировалось с помощью одной реакции. Проведено сравнение с экспериментальными данными о распределении давления на стенке канала. Установлено, что воздействие газодинамических импульсов на структуру потока имеет необратимый характер. Описаны формирование области околозвукового течения и ее структура.

С использованием e^N-метода для двух распространенных режимов течения сверхзвукового пограничного слоя при значении числа Маха M = 4,5 исследовано влияние термической неравновесности на ламинарно-турбулентный переход. Набор актуальных частот пространственных возмущений определялся по нейтральным кривым для временных возмущений. Для выбранных частот рассчитывались семейства кривых N-факторов, по огибающим которых при заданном факторе перехода N_T определялось число Рейнольдса перехода Re_δT. Результаты расчетов показывают, что при NT = 8 и уровне колебательного возбуждения, при котором не происходит диссоциация, зона перехода сдвигается вниз по потоку на 12-14% относительно зоны перехода в совершенном газе.

Построены решения нелинейного параболического уравнения конвекции-диффузии, имеющие вид диффузионной волны, которая распространяется по нулевому фону с конечной скоростью. Доказана теорема существования и единственности решения. Построено решение в виде характеристического ряда, коэффициенты которого определяются с использованием рекуррентной процедуры. Найдены точные решения рассматриваемого типа и их характеристики включая область существования, исследовано поведение этих решений на ее границах. С использованием метода граничных элементов и метода двойственной взаимности разработан, реализован и протестирован алгоритм построения приближенных решений.

В пространстве автомодельных переменных строятся двумерные течения политропного газа в виде решений соответствующих характеристических задач Коши стандартного типа, которые можно представить в виде бесконечных рядов. Доказана сходимость рядов и описана процедура построения коэффициентов рядов. Установлено, что в одном частном случае ряд обрывается и совпадает с известным аналитическим решением, которое использовалось В. А. Сучковым для описания истечения газа в вакуум с косой стенки, а А. Ф. Сидоровым для описания неограниченного сжатия призматических объемов газа. Показано, что в случае течения сжатия газа возможно его неограниченное сжатие при воздействии непроницаемых поршней, движущихся по различным законам, и исследованы газодинамические параметры течения. Выявлено сильнонеравномерное распределение давления при обжатии призматических мишеней.

Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований развития неустойчивости и перемешивания на контактных границах газов с разной плотностью. Показано, что неустойчивость и перемешивание на двух контактных границах трехслойной газовой системы возникают после прохождения через контактные границы ударной волны с числом Маха $\M=1{,}3$, которая формируется на левом торце и движется по трубе. Проведено два эксперимента, в первом из которых центральный слой заполняется тяжелым газом (элегаз), во втором - легким (гелий). Слева и справа от центрального слоя находится воздух при атмосферном давлении. Проведено сравнение полученных результатов.

Исследуется расслоение неоднородной многослойной (состоящей из вертикально расположенных слоев) балки, толщина которой непрерывно меняется по ее длине. Получено выражение для скорости выделения энергии деформации в балке, толщина которой меняется по линейному закону и которая содержит трещину расслоения, расположенную на границе между слоями. Проведено сравнение этого выражения с выражением для скорости выделения энергии, полученным с использованием закона сохранения энергии. Исследуется скорость выделения энергии деформации в балке, толщина которой меняется по параболическому закону и по закону тангенса.

Предложен метод определения объемной концентрации газовой фазы в газожидкостном потоке с помощью ультразвукового расходомера. Метод основан на экспериментальном определении коэффициента прозрачности газожидкостного потока для ультразвуковых импульсов, используемых в расходомере для измерения скорости потока. Определен коэффициент прозрачности как отношение количества достоверных принятых ультразвуковых импульсов к количеству излученных импульсов и показано, что вследствие рассеивания зондирующих импульсов наличие фазы в виде пузырьков газа приводит к уменьшению коэффициента прозрачности. Проведена калибровка использованного ультразвукового расходомера в воздушно-водяном потоке в диапазоне значений объемной концентрации воздуха в потоке $0\div 19$ \%. Полученные результаты позволяют утверждать, что предложенный метод можно использовать для измерения объемной концентрации газовой фазы в газожидкостном потоке до значений порядка 30 \%.

Выполнено численное моделирование поведения струи жидкости при наличии вынужденных возмущений и низкоскоростного соосного потока газа. Для исследования взаимодействия жидкости и газа используется метод жидких объемов. При изучении влияния вынужденных возмущений на поведение струи на входе в расчетную область задавалась синусоидальная скорость с конечными частотой и амплитудой. На струю жидкости накладывался кольцевой поток газа, скорость которого меньше скорости струи, и исследовалось его влияние на характер разрушения струи жидкости. Скорость кольцевого потока газа на входе модулировалась синусоидальной скоростью, исследовалось влияние этого потока на характер разрушения струи. Изучено влияние отношения скорости потока газа к скорости струи жидкости на характер разрушения этой струи. Установлено, что низкоскоростной поток газа оказывает существенное влияние на поведение струи, возрастающее с увеличением амплитуды возмущений.