Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты численного исследования структуры течения в прямоугольном канале модельного воздухозаборника при взаимодействии генерируемого обечайкой скачка уплотнения с турбулентным пограничным слоем на внутренних гранях канала. Рассматривается конфигурация, состоящая из сужающегося входного участка и горловины постоянного поперечного сечения. Выполнено численное моделирование трехмерного течения при числе Маха набегающего потока М = 4 на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и модели турбулентности k-w SST. В результате расчетов получены предельные линии тока и распределения статического давления на поверхностях канала, распределения полного давления и поля чисел Маха в его поперечных сечениях. Анализируется структура течения и указывается возможность существования продольных вихревых структур в угловой области горла канала воздухозаборника.

Представлены результаты компьютерного моделирования пленочного охлаждения за двумя рядами траншей на адиабатной поверхности с подачей охладителя через наклонные отверстия в траншее. Расчеты выполнены в диапазоне изменения параметра вдува от 0,4 до 2,2 с использованием коммерческого пакета ANSYS CFX 14 и SST модели турбулентности. Обнаружено, что при параметре вдува m > 0,6 за второй траншеей наблюдается асимметрия эффективности пленочного охлаждения, которая увеличивается с ростом параметра вдува. Это объясняется нестационарным характером взаимодействия охлаждающих струй из отверстий первого и второго рядов. В области между первым и вторым рядами траншей около концевых «полос» эффективность пленочного охлаждения на 5¸10 % выше, чем около средних, а за второй траншеей на 8¸20 % ниже, что связано с шахматным расположением отверстий вдува. Для всех параметров вдува осредненная по площади эффективность пленочного охлаждения около концевых «полос» адиабатной поверхности ниже, чем около средних.

Экспериментально исследована нестационарная тепловая гравитационно-капиллярная конвекция в прямоугольной полости при внезапном разогреве одной из вертикальных стенок электрическим током. Исследовано развитие во времени пространственной формы течений этилового спирта с числом Прандтля Pr = 16 при 20 °С. Изучено развитие гидродинамического пограничного слоя на нагреваемой стенке и течения вдоль свободной поверхности слоя жидкости. Измерены профили вертикальной и горизонтальной компонент скорости в процессе развития пограничных слоев и течения в объеме жидкости. С использованием тепловизора исследована эволюция полей температуры на свободной поверхности слоя жидкости.

Исследуется турбулентное движение термовязкой жидкости в трехмерной области, периодически продолженной в двух направлениях. Характеристики течения описываются в терминах уравнения для турбулентной кинетической энергии, позволяющего разделить вклад различных слагаемых, связанных с производством, транспортом и диссипацией турбулентной кинетической энергии. Указанные члены можно получить на основе моментов усреднения различного порядка. Предыдущие исследования показали, что течение термовязкой жидкости проходит несколько стадий эволюции, в том числе и стадию нестационарной турбулентности, что позволяет обсудить вопросы математической строгости и применимости различных методов усреднения. Существование пространственной периодичности допускает использование комбинированного пространственно-временного усреднения различных величин на участке стационарной турбулентности. Результаты данного метода представлены в виде совокупности Z - t -диаграмм. Кроме того, в работе проводится анализ развития течения на основе непосредственной визуализации полей скорости и температуры.

Работа посвящена созданию лазерного доплеровского анемометра (ЛДА) для исследования высокоскоростных многофазных потоков. На основе анализа методов доплеровской анемометрии сформулированы требования к современным ЛДА для решения указанных задач и пути их реализации с учетом современного состояния лазерной техники и спектроскопии. Представлен прототип анемометра с прямым спектральным анализом на основе новейшей элементной базы. Показаны его работоспособность на примере сверхзвуковых газожидкостных струй и возможность его применения для других задач.

Представлены результаты численного моделирования локальной структуры и теплообмена двухфазного течения со стенкой трубы в вертикальном полидисперсном газожидкостном потоке. Математическая модель основана на использовании эйлерова описания с учетом влияния пузырьков на осредненные характеристики и турбулентность несущей фазы. Полидисперсность двухфазного течения описывается методом дельта-аппроксимации с учетом процесса дробления и коалесценции пузырьков. Турбулентность несущей фазы рассчитывается с применением модели переноса рейнольдсовых напряжений. Результаты моделирования показали хорошее согласование с представленными в литературе экспериментальными данными. Экспериментальные и численные данные по изменению теплогидравлического параметра говорят о том, что в турбулентном потоке при добавлении воздушных пузырьков происходит в бóльшей степени рост трения на стенке, чем теплообмена.

Представленная работа посвящена исследованию условий самовоспламенения водорода и распространения пламени в сверхзвуковой камере сгорания при числе Маха на входе 4. Экспериментальная модель представляет собой прямоугольный канал со стабилизатором пламени в виде обращенного назад уступа. Подача топлива осуществлялась перед уступом на верхней и нижней стенках модели через 8 круглых отверстий, которые располагались под углами 45° или 90°. Испытания проводились в широком диапазоне параметров потока, которые были близки к условиям полета. Проведенные исследования позволили определить эффективную модель подачи топлива для самовоспламенения и стабилизации пламени, а также предотвратить запирание канала. Установлено, что выбор схемы и давления подачи топлива определяют условия воспламенения и позволяют регулировать процесс сгорания.

Методом воздушно-плазменного напыления порошковых и суспензионных материалов получены гидрофобные и высокогидрофобные покрытия из оксида циркония. Предлагаемый метод и разработанное оборудование позволяют получать наноструктурированные поверхности, обладающие водоотталкивающими свойствами. Высокая гидрофобность покрытия достигается путем создания иерархической текстуры его поверхности, получаемой комбинированным методом плазменного напыления порошковых и жидкофазных материалов. Развитая поверхность покрытия на основе оксида циркония ZrO₂, полученная методом последовательного плазменного напыления микропорошков (с размерами микрочастиц 20-40 мкм) и жидких материалов в виде суспензий (с размером наночастиц 50-100 нм), позволяет повысить угол смачивания водой до 145 градусов.

Представлены результаты математического моделирования процесса формирования полых микросфер при нагреве и плавлении пористых частиц кремнезема (прекурсора) в потоке низкотемпературной плазмы. На основе предложенной модели, учитывающей частичное капсулирование газа, получены и проанализированы закономерности эволюции диаметра и толщины оболочки полых микросфер в диапазоне диаметров частиц прекурсора D ₀ = (50÷150) мкм и их пористости П = (0,2÷0,6).

В работе приведены результаты исследования влияния высокоэнергетических воздействий на морфологию поверхности и формирование внутренней структуры частиц меди марки ПМС-1. Показано, что механическая обработка медного порошка в планетарной мельнице приводит к формированию порошковых агломератов слоистой структуры, состоящих из множества деформированных ультрадисперсных частиц. Отмечено, что в объеме агломерированной частицы имеются дефекты в виде микротрещин и закрытых микропор с содержанием исходного газа. Последующая обработка порошка в аргон-гелиевой плазменной струе приводит к формированию плотных частиц, а также частиц, имеющих распределенные газовые объемы или одиночную полость. Установлено, что при взаимодействии расплавленного металла с локализованными газовыми объемами во время плазменной обработки происходит точечное окисление материала. Формируется дисперсноупрочненная структура с соединениями оксида меди преимущественно округлой формы, размером от десятков нанометров до 7 мкм, равномерно распределенными по объему частицы.