Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Прикладная механика и техническая физика. 2017. 58, № 6

 

Чувахов П.В., Боровой В.Я., Егоров И.В., Радченко В.Н., Оливье Г., Рогелиа А. «Влияние малого притупления на формирование вихрей Гертлера при сверхзвуковом обтекании угла сжатия» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 23-40 (2017)

С использованием метода тонких люминесцентных покрытий, чувствительных к температуре, исследовано влияние малого цилиндрического притупления передней кромки пластины на формирование пространственных структур в номинально двумерном сверхзвуковом течении в угле сжатия при числе Маха M≈8 и ламинарном состоянии невозмущенного пограничного слоя. В области присоединения оторвавшегося потока в широком диапазоне чисел Рейнольдса (0,15·106–2,55·106) при различных углах отклонения потока и длине пластины обнаружены продольные вихри. Показано, что наличие вихрей вызывает колебания коэффициента теплообмена в поперечном направлении, амплитуда которых может достигать 30%. При значительных неровностях передней кромки пластины зафиксированы максимальные отклонения числа Стэнтона, достигающие 80%. Установлено, что при малом притуплении передней кромки существенно уменьшаются как максимальные значения числа Стэнтона в области присоединения, так и амплитуды его колебаний в поперечном направлении, вызванных продольными вихрями. Для ряда условий эксперимента получены решения трехмерных уравнений Навье–Стокса. Показано, что результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными. Это свидетельствует о значительном стабилизирующем влиянии малого притупления на интенсивность продольных вихрей.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 23-40 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Рудяк В.Я., Борд Е.Г. «Об устойчивости плоского и цилиндрического течений Пуазейля наножидкостей» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 69-77 (2017)

Изучена устойчивость плоского и цилиндрического течений Пуазейля наножидкостей относительно малых возмущений. Рассмотрены наножидкости на основе этиленгликоля с частицами диоксида кремния. Объемная доля наночастиц изменялась в диапазоне от 0 до 10%, их размер – от 10 до 210 нм. Построены кривые нейтральной устойчивости, найдены наиболее неустойчивые моды возмущений. Показано, что наножидкости менее устойчивы, чем базовые жидкости, наличие частиц приводит к дополнительной дестабилизации течения, степень которой тем больше, чем выше объемная доля наночастиц и чем меньше их размер. При этом существенно уменьшаются критические числа Рейнольдса и меняется спектр неустойчивых возмущений, в частности, даже при объемной доле частиц, равной 5%, длина волны наиболее неустойчивого возмущения наножидкости с частицами размером около 20 нм уменьшается почти в четыре раза.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 69-77 (2017) | Рубрика: 05.09

 

Киселев С.П., Киселев В.П., Зайковский В.Н. «Сверхзвуковые течения газа в радиальных соплах» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 78-90 (2017)

Представлены результаты экспериментального исследования и численного моделирования сверхзвуковых течений газа в радиальных соплах при различной ширине сопел. Показано, что в зависимости от ширины сопла при фиксированном радиусе в сопле реализуются течения различного типа: в широких соплах – сверхзвуковые течения с косыми ударными волнами, вызывающими отрывы пограничного слоя, в узких соплах (микросоплах) – течения с прямым псевдоскачком, разделяющим области сверхзвукового и дозвукового течений. Исследована структура псевдоскачка и определены потери полного давления в случае течения газа в микросопле.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 78-90 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Курзин В.Б. «Модель возникновения акустических автоколебаний в камере при истечении струи через ее сопло» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 100-113 (2017)

Рассмотрены свободные акустические колебания газа в камере при истечении струи через ее сопло с учетом нестационарной составляющей интенсивности вихревой пелены, стекающей с кромки сопла. Установлена обратная связь между акустическими колебаниями и колебаниями, индуцируемыми соответствующей составляющей вихревой пелены. Показано, что при наличии указанной обратной связи может возникнуть неустойчивость акустических колебаний, следствием которой являются акустические автоколебания в камере. Для определения границ области возникновения неустойчивости разработана математическая модель установившихся акустических колебаний в камере с учетом влияния вихревой пелены.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 100-113 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Яковчук М.С. «Моделирование поперечного вдува импульсной струи с поверхности плоской пластины в сверхзвуковой поток» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 114-125 (2017)

Исследуется поперечный вдув импульсной струи в сверхзвуковой поток с целью создания управляющих усилий в ракетных двигателях на твердом топливе. Расход газа через сопло вдува регулируется с помощью поршня, совершающего возвратно-поступательное движение. С использованием метода конечных объемов и технологии подвижных сеток проводится дискретизация осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и уравнений реализуемой (κ-ε)-модели турбулентности. Сравниваются распределения давления на поверхности пластины, полученные в рамках различных подходов к описанию поля течения и разностных схем. Проводится сопоставление решения, полученного для случая вдува импульсной струи, с решением для случая, когда клапан не препятствует прохождению газа через сопло вдува. Исследуется зависимость управляющего усилия, созданного в результате вдува газа, от времени.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 114-125 (2017) | Рубрика: 08.15