Бойко А.В. «О моделировании устойчивости течений жидкости в податливых трубах применительно к задачам гемодинамики» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 10, № 4, с. 29-42 (2015)

Работа направлена на формирование адекватных физических моделей, описывающих механизмы взаимодействия податливых стенок труб с возмущениями потока, применительно к задачам гемодинамики с целью выявления условий, при которых возникает гидродинамическая неустойчивость.

Рожин Ф.В., Тонаканов О.С., Михайлов С.Г. «Пространственная корреляция пульсаций давления на поверхности движущегося в воде цилиндра» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 58-61 (1990)

Экспериментально изучены функции взаимной корреляции пульсаций давления, на поверхности обтекаемого водой цилиндра при скорости течения 0,5 м/с. Показано, что при разнесении вдоль набегающего потока двух малых приемников взаимная корреляция пульсаций давления убывает по экспоненциальному закону. Предложен закон аппроксимации опытных данных, показано отличие от плоского случая.

Гапонов С.А., Семенов А.Н. «Влияние направления вдува газа через пористую поверхность на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 10, № 2, с. 18-26 (2015)

Теоретически исследуется влияние направления вдува газа через пористую поверхность на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя с использованием классического метода элементарных волн и эволюционного метода при числе Маха 2. Установлено, что с уменьшением угла наклона вдува газа к плоскости пластины устойчивость пограничного слоя повышается, а тангенциальный вдув слабо влияет на устойчивость пограничного слоя.

Лысенко В.И., Гапонов С.А., Смородский Б.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семенов Н.В. «О влиянии толщины пористого покрытия на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 10, № 3, с. 41-47 (2015)

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование влияния толщины пористого покрытия на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя при числе Маха набегающего потока M=2. Эксперименты с искусственными возмущениями, вводимыми в пограничный слой при помощи точечного источника на основе тлеющего разряда, проводились на модели плоской пластины с различными пористыми вставками. Получено согласование результатов расчетов по линейной теории устойчивости с данными экспериментов по устойчивости, проведенных на моделях с различной толщиной пористого слоя. Показано, что с уменьшением толщины пористого покрытия устойчивость пограничного слоя увеличивается.

Данилин А.В., Соловьев А.В., Зайцев А.М. «Модификация схемы "кабаре" для численного моделирования течений многокомпонентных газовых смесей в двумерных областях» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 16, № 3, с. 436-445 (2015)

Предложен явный численный алгоритм для расчета течений смесей идеальных газов в двумерных областях. Приведены физическая модель и уравнения движения смеси в консервативной и характеристической формах. Дискретизация уравнений движения произведена по методике «кабаре». Алгоритм испытан на задачах о прохождении ударной волны в воздухе через неоднородности из легкого и тяжелого газов, начальные условия для которых адаптированы из рассмотренных другими авторами натурных и численных экспериментов. Показано хорошее совпадение расчетов по предложенному алгоритму с результатами этих экспериментов.

Баженова Т.В., Базаров С.Б., Бормотова Т.А., Голуб В.В., Шульмейстер А.М. «Воздействие дифрагированной ударной волны на преграду» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 110-115 (1999)

Представлены результаты экспериментального и численного исследования взаимодействия сильной ударной волны, выходящей из осесимметричного канала, с пластиной, расположенной перпендикулярно оси канала. Полученные в работе серии шлирен-фотографий процесса и сравнение их с численным расчетом позволили определить поле параметров потока на различных стадиях взаимодействия. Приводится сравнение воздействия на пластину ударной волны, дифрагированной из открытого конца канала, с воздействием импульсной струи, выходящей из отражающего звукового сопла в торце канала.

Букреев В.И., Гусев А.В. «Волны в канале впереди вертикальной пластины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 82-90 (1999)

По результатам выполненных опытов и имеющейся в литературе информации анализируются возмущения впереди пластины при сверхкритических скоростях их распространения. Найдено, в частности, что переход от гладких к обрушивающимся волнам начинается при более высокой скорости распространения, чем это следует из первого приближения теории мелкой воды, и что для часто встречающихся на практике волн количественное значение соответствующей критической скорости хорошо совпадает с предельной скоростью распространения уединенных волн, полученной на основе полных уравнений потенциального движения жидкости.

Абалакин И.В., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Реализация метода погруженных границ для моделирования задач внешнего обтекания на неструктурированных сетках» Математическое моделирование, 27, № 10, с. 5-20 (2015)

Построена методика численного моделирования внешнего обтекания твердых тел с использованием неструктурированных сеток. На поверхности тела ставятся граничные условия нескольких типов, которые моделируются разными модификациями метода погруженных границ. Возможности метода демонстрируются на примере двумерных модельных задач по расчету дозвукового и сверхзвукового течения вокруг цилиндра.

Даньков Б.Н., Дубень А.П., Козубская Т.К. «Численное моделирование трансзвукового турбулентного обтекания клиновидного тела с обратным уступом» Математическое моделирование, 27, № 10, с. 81-95 (2015)

Рассматривается сложное пристеночное, существенно трехмерное, турбулентное течение вокруг клиновидного тела с обратным уступом при трансзвуковом режиме обтекания (число Маха M=0.913) с числом Рейнольдса Re=7.2·10⁶. Подробно представлена технология численного моделирования задач рассматриваемого класса. Серия предварительных вспомогательных расчетов проводится с целью выбора оптимального вычислительного алгоритма. В итоге приводятся численные результаты моделирования задачи для полной конфигурации с помощью вихреразрешающего гибридного RANS-LES подхода IDDES. Корректность полученных результатов подтверждается сравнением с соответствующими экспериментальными данными.

Абалакин И.В., Бахвалов П.А., Бобков В.Г., Козубская Т.К., Аникин В.А. «Численное моделирование аэродинамических и акустических характеристик винта в кольце» Математическое моделирование, 27, № 10, с. 125-144 (2015)

Работа посвящена численному моделированию задачи о вращении винта в кольце в неинерциальной системе координат на основе уравнений Эйлера. Конфигурация представляет собой модель рулевого винта вертолета. Расчеты проводились с использованием EBR схем повышенной точности на неструктурированных тетраэдальных сетках с определением переменных в узлах. Приводятся и анализируются численные результаты по аэродинамическим силам, а также мощности и направленности акустического излучения в дальнем поле.

Данилин А.Н., Шклярчук Ф.Н. «Аэроупругие колебания проводов воздушных ЛЭП: формулировка задачи, нелинейные уравнения движения» Механика композиционных материалов и конструкций, 21, № 3, с. 528-537 (2015)

Рассматривается нелинейная задача о пространственных аэроупругих колебаниях провода с обледенением в пролёте воздушной линии электропередачи. Считается, что колебания провода происходят относительно некоторого начального прогиба (провисания), вызванного действием гравитации и ветрового потока. Сила натяжения провода определяется квадратичной зависимостью от поперечных перемещений и считается постоянной по длине пролёта. Поперечные перемещения и угол закручивания сечений провода представляются в виде рядов по синусам, зависящих от целого параметра, определяющего число полуволн в пролёте. В качестве обобщенных перемещений принимаются коэффициенты тригонометрических разложений. Получены общие уравнения движения провода в обобщенных координат с учётом нелинейностей упругих, инерционных и аэродинамических сил. Получены также линеаризованные уравнения малых аэроупругих колебаний относительно статического положения равновесия. Последние уравнения позволяют определить критическую скорость ветра, вызывающего флаттер провода с обледенением.

Кузьмин А.Г., Иванова А.В. «Структурная неустойчивость трансзвукового течения около аэродинамического профиля» Инженерно-физический журнал, 77, № 5, с. 134-138 (2004)

Численно исследовано невязкое трансзвуковое обтекание аэродинамических профилей DSMA523a и Whitcomb, а также профиля, описываемого простой алгебраической формулой. Изучена зависимость структуры течения и коэффициента подъемной силы от числа Маха натекающего потока M_∞ и угла атаки α. Найдены значения M_∞ и α, при переходе через которые стационарное обтекание становится неустойчивым. Проанализирована связь неединственности течения, возникающей в некоторых диапазонах изменения M_∞ и α, с неустойчивостью.

Исаев С.А., Баранов П.А., Жукова Ю.В., Калинин Е.И., Мяу Д.Д. «Верификация модели переноса сдвиговых напряжений и ее модификаций на примере расчета турбулентного обтекания полукругового профиля под нулевым углом атаки» Инженерно-физический журнал, 89, № 1, с. 70-85 (2016)

Проведен сравнительный анализ различных версий модели переноса сдвиговых напряжений Ментера, в том числе с коррекцией на кривизну линий тока, применительно к периодическому процессу обтекания полукругового профиля под нулевым углом атаки при Re=45 000. Сопоставление расчетных значений осредненных по периоду колебаний коэффициента подъемной силы С_у аэродинамических коэффициентов C_x , C_y и поверхностного распре деления коэффициента давления с экспериментальными данными показало предпочтительность применения модели переноса сдвиговых напряжений Ментера, модифицированной в рамках подхода Роди–Лешцинера–Исаева с использованием корректирующей вихревую вязкость обратной линейной функции от турбулентного числа Ричардсона с полуэмпирической константой Исаева–Харченко–Усачова 0.02. Проанализированы погрешности примененных в расчетах многоблочных вычислительных технологий, основанных на пересекающихся структурированных сетках различного масштаба. Обсуждается взаимосвязь эволюции вихревой структуры течения с распределениями интегральных силовых характеристик профиля на периоде колебаний С_у.

Сухинин С.В. «Эоловы тона решетки пластин» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 171-186 (2000)

Предложена модель аэроакустических резонансных явлений (эоловых тонов) около решетки пластин в потоке газа. Разработаны методы вычисления частот собственных акустических колебаний около решеток пластин. Исследовано влияние геометрических характеристик решеток и числа Маха основного потока газа на частоты, количество и вид собственных колебаний. Обнаружены и исследованы аномальные акустические колебания около циклической решетки пластин. Показано, что всегда существует не менее двух частот собственных колебаний газа около любой нетривиальной циклической решетки пластин. Обнаружено, что частоты собственных колебаний могут быть объединены в пучки, для большого числа пластин в периоде частоты каждого пучка сколь угодно плотно заполняют некоторый интервал. Проведена классификация собственных колебаний по виду собственных функций, основанная на теории представлений групп локально-плоских симметрии циклической решетки пластин в пространстве решений. Корректность предложенной модели аэроакустических резонансных явлений (эоловых тонов) около решетки пластин в потоке газа подтверждена сравнением с известными экспериментальными и теоретическими исследованиями. На основании проведенных исследований предсказаны физические явления, неизвестные ранее: доказано существование зон частот или интервалов изменения числа Маха основного потока газа, для которых существуют аэроакустические резонансные явления около циклической решетки с большим числом пластин в периоде; показано, что для некоторых частот собственных колебаний около циклической решетки пластин возможна локализация резонансных колебаний в окрестности источника; доказано существование узкополосных волновых пакетов, медленно распространяющихся вдоль решетки.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Неустойчивость колеблющегося цилиндра в циркуляционном потоке идеальной жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 78-92 (2000)

Рассмотрена задача об устойчивости кругового цилиндра в циркуляционном потоке при условии, что цилиндр может совершать как свободные колебания (свободный цилиндр), так и колебания в присутствии вынуждающей силы (цилиндр на пружине). Показано, что при наличии завихренности в потоке такая простая система может оказаться неустойчивой. Рассмотрены частные случаи распределений завихренности, позволяющих получить точное аналитическое решение. Проанализирован случай слабой монотонно убывающей завихренности произвольного вида при произвольном соотношении между плотностью цилиндра и жидкости. Оказалось, что неустойчивость может возникать только для цилиндра, плотность которого больше плотности жидкости. Построена приближенная процедура решения этой задачи, основанная на рассмотрении энергетического баланса в системе, позволяющая получить выражение для инкрементов и объяснить физический механизм реализующей неустойчивости, которая связана с возможностью передачи энергии от возмущений в критическом слое к колебаниям цилиндра.

Карликов В.П., Шоломович Г.И. «Некоторые особенности силового взаимодействия тел с потоком при истечении из них поперечных струй» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 18-24 (1998)

Предложена, обоснована и апробирована методика изучения эффективности носовых подруливающих устройств типа "винт в канале" на модели в гидродинамической трубе. Исследован характер взаимодействия струй, создаваемых такими устройствами, с потоком в окрестности модели корпуса корабля при малых скоростях хода. Изучена зависимость возникающей боковой силы от формы начального сечения и относительной скорости струи, истекающей из канала подруливающего устройства. В исследованном диапазоне относительных скоростей таких струй обнаружена сильная зависимость боковой силы от числа Рейнольдса, вычисленного по скорости натекающего потока и характерному поперечному размеру начального сечения струи. Рассмотрен также случай кавитационного соударения струи с внешним потоком, когда в зону ближнего следа за струю подается значительное количество газа.

Акуленко Л.Д., Нестеров С.В. «Азимутальные волновые движения на поверхности вращающегося жидкого цилиндра» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 128-133 (1998)

В рамках линейной теории исследованы волновые движения во вращающемся вокруг оси жидком цилиндре. Цилиндр имеет достаточно большую протяженность, что позволяет ограничиться изучением плоской картины колебаний. Жидкость предполагается идеальной и несжимаемой. Рассмотрены модели, когда частицы жидкости удерживаются гравитационными (массовыми) или (и) капиллярными силами (силами поверхностного натяжения). Проведен модальный анализ и построены дисперсионные зависимости. Изучены бегущие и стоячие волны на поверхности жидкого цилиндра; установлены качественные эффекты ("инерция волн").

Зигангареева Л.М., Киселев О.М. «Дозвуковое кавитационное обтекание пластины сжимаемой жидкостью при малых числах кавитации» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 94-10 (1998)

Приводится решение задачи о симметричном кавитационном обтекании пластины звуковым потоком невязкой сжимаемой жидкости при малых числах кавитации.

Иванова А.А., Козлов В.Г., Любимов Д.В., Любимова Т.П., Мераджи С., Ру Б. «Структура осредненного течения, возбуждаемого вибрирующим телом с кромкой большой кривизны» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 30-38 (1998)

Экспериментально и численно исследуется осредненное течение вязкой несжимаемой жидкости, возбуждаемое вибрирующим телом с кромкой большой кривизны. Рассматривается случай погруженного в жидкость осесимметричного тела, совершающего поступательные вибрации вдоль своей оси. Проведенные на жидкостях различной вязкости в широком интервале частот и амплитуд вибраций эксперименты и прямые численные расчеты на основе полных нестационарных уравнений динамики вязкой жидкости показали, что глобальная структура осредненного течения существенно зависит от соотношения между радиусом кривизны кромки тела и толщиной вязкого скин-слоя. Обнаружены различные режимы осредненных течений, исследована перестройка структуры течения при изменении амплитуды и частоты вибраций.

Арналь Д., Маслов А.А., Сидоренко А.А., Шиплюк А.Н. «Экспериментальные исследования восприимчивости гиперзвукового пограничного слоя к акустическим возмущениям» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 89-95 (1999)

Представлены экспериментальные данные исследования восприимчивости пограничного слоя на передней кромке плоской пластины к акустическим возмущениям от точечного источника при гиперзвуковом числе Маха набегающего потока. На основании анализа поля контролируемых возмущений свободного потока установлено, что источник излучает акустические волны. Результаты измерений показали, что внешние акустические возмущения возбуждают в пограничном слое волны Толлмина–Шлихтинга. Получена зависимость коэффициентов восприимчивости от угла наклона волн.

Богданов А.Н., Диесперов В.Н. «Волны Толлмина–Шлихтинга в трансзвуковом пограничном слое. возбуждение извне и с обтекаемой поверхности» Прикладная математика и механика, 71, № 2, с. 289-300 (2007)

С использованием модифицированной "трехпалубной" модели исследуются возмущения в пограничном слое при нестационарном свободном вязко-невязком взаимодействии на трансзвуковых скоростях. Рассматриваются две задачи: о влиянии приходящих извне акустических возмущений и возмущений, возбуждаемых с обтекаемой поверхности расположенным на ней вибратором. Модификация модели заключается в учете сингулярных членов трансзвукового разложения, позволяющая уточнить уравнение Линя–Рейсснера–Цяня и более правильно описать нестационарные и нелинейные явления в исследуемом течении. Показано, что модифицированная модель позволяет учесть дополнительные возмущения, выпадающие из рассмотрения при использовании классической трехпалубной модели.

Куликов А.Н. «Бифуркация автоколебаний пластинки при малом демпфировании в сверхзвуковом потоке газа» Прикладная математика и механика, 73, № 2, с. 271-281 (2009)

Рассматривается нелинейная краевая задача, моделирующая колебания пластинки в сверхзвуковом потоке газа. За основу принят классический вариант постановки задачи, предложенный В.В. Болотиным, а также некоторые ее модификации, рассмотренные Холмсом и Марсденом. Колебания пластинки изучаются в предположении малости коэффициента демпфирования. Этот вариант постановки задачи приводит к необходимости исследования бифуркаций автоколебаний нелинейной краевой задачи в случае, близком к критическому случаю двукратной пары чисто мнимых значений спектра устойчивости. Методом нормальных форм бифуркационная задача сводится к изучению нелинейного комплексного обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка. Все этапы исследований выполнены без использования метода Бубнова.

Богданов А.Н., Диесперов В.Н. «К устойчивости трансзвукового пограничного слоя над упругой поверхностью» Прикладная математика и механика, 75, № 3, с. 505-512 (2011)

С использованием модифицированной "трехпалубной" модели исследуются возмущения в пограничном слое над упругой поверхностью при нестационарном свободном вязко-невязком взаимодействии при трансзвуковых скоростях. Модификация заключается в сохранении во входящем в состав модели уравнении Линя–Рейсснера–Цяня, при его выводе из полных уравнений для потенциала скорости, члена со второй производной по времени (сингулярного члена трансзвукового разложения), что позволяет уточнить уравнения модели и более правильно описать нестационарные и нелинейные явления. Показано, что модифицированная модель позволяет учесть возмущения, выпадающие из рассмотрения при использовании классической трехпалубной модели. Податливость поверхности может приводить к уменьшению скорости роста возмущений.

Кравчун П.Н., Чернышев К.В. «Влияние стационарного потока среды на акустические свойства многомодовых расширительных камер» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 65-67 (1981)

Рассматривается многомодовая камера расширения, заполненная движущейся идеальной средой. Показано, что наличие потока приводит к появлению реальной части матрицы импедансов, причем активное сопротивление различно для мод разного порядка. Камера с потоком является невзаимным четырехполюсником. Приводятся также частотные зависимости уровней глушения звука' камерой при различных скоростях потока.

Рожин Ф.В., Тонаканов О.С., Михайлов С.Г. «Исследование пульсаций давления на поверхности шара при обтекании его потоком жидкости» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 4, с. 36-40 (1987)

Приводятся результаты экспериментального исследования распределения пульсаций давления в зависимости от угла между направлением потока жидкости и местом приема пульсаций малым чувствительным элементом. Получены угловые и спектральные характеристики пульсаций давления при малых скоростях потока (0,25 и 0,5 м/с). Показано, что максимальные пульсации наблюдаются в "теневой" части шара в турбулизованной области жидкости.