Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.11 Звук в трубах с потоками

 

Титарев В.А., Шахов Е.М. «Нестационарное течение разреженного газа с ударной волной в канале» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 147-155 (2018)

На основе кинетической S-модели рассматривается двумерная нестационарная задача о течении разреженного газа в плоском канале между параллельными пластинами конечной длины, закрытом с одного конца в результате разрыва диафрагмы, отделяющей покоящийся газ в канале от покоящегося газа в резервуаре бесконечной емкости. Изучается влияние торможения газа на стенках канала в условиях диффузного отражения молекул на стенках канала и на его торце. Прослеживается затухание ударной волны и исчезновение области однородного потока за ударной волной для трех вариантов условий входа в канал: 1) газ входит в канал из резервуара бесконечной длины и ширины – основной вариант, – изучается одновременное движение в резервуаре и в канале; 2) резервуар высокого давления представляет собой обычный отсек канала; 3) движение газа в резервуаре не рассматривается вовсе, вместо этого во входном сечении ставятся граничные условия типа испарения-конденсации с условиями покоящегося газа в резервуаре. Результаты сравниваются между собой.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 147-155 (2018) | Рубрики: 08.10 08.11

 

Иванов С.Э., Кравчук М.О., Сафронов А.В., Шувалова Т.В., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Исследование взаимодействия с преградой сверхзвуковой струи, истекающей из сопла нетрадиционной формы» Космонавтика и ракетостроение, № 5, с. 113-122 (2017)

Представляются результаты расчётно-экспериментальных исследований, касающихся взаимодействия с плоской преградой струи, истекающей из модельного сопла посадочной твердотопливной двигательной установки (ПТДУ) возвращаемого аппарата (ВА) пилотируемого транспортного корабля. Рассматривается истечение из сопла, имеющего прямоугольное критическое сечение с уступом и косой срез выходного сечения. Отмечается, что в ходе экспериментов были использованы установки ТТ (рабочее тело – продукты сгорания твёрдого топлива с температурой 2860 К) и У2-ГД (рабочее тело – воздух высокого давления) ФГУП ЦНИИмаш. Указывается, что расчётная математическая модель основана на численном решении осреднённых уравнений Навье–Стокса с адаптированной моделью турбулентной вязкости SST Ментера. Подтверждается адекватность математической модели и возможность её использования в дальнейшем для параметрических расчётов воздействия струй ПТДУ ВА на посадочную поверхность.

Космонавтика и ракетостроение, № 5, с. 113-122 (2017) | Рубрики: 08.11 08.15

 

Воробьева Ю.А. «Моделирование распространения звуковых волн в геометрически неоднородном канале» Актуальные направления научных исследований 21 века: теория и практика, 5, № 8-2, с. 19-22 (2017)

Рассмотрена математическая модель нестационарного отраженного шумового поля в ограждающей конструкции с различным физическим износом. Получена зависимость изменения уровня звука, проникающего в помещение через трещину от величины ее раскрытия. Приведены результаты экспериментальных исследований, позволяющие прогнозировать изменение акустической среды помещений в результате износа конструкций.

Актуальные направления научных исследований 21 века: теория и практика, 5, № 8-2, с. 19-22 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Прокопенко Е.А. «Алгоритм расчета газодинамических параметров в гиперзвуковой вязкой области ближнего следа за осесимметричными телами» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 121-2, с. 315-330 (2017)

Рассмотрены состав и структура алгоритма расчета профилей скорости, температуры, плотностигаза в вязкой области ближнего следа за осесимметричными телами, движущимися с гиперзвуковой скоростью, а также предложен геометрический способ нахождения границы данной области. Отличительной особенностью представленного в статье алгоритма является применение аналитической зависимости для расчета угла наклона косого скачка уплотнения за горловиной следа, полученной за счет сведения общеизвестной системы уравнений к уравнению третей степени и установления решающего правила выбора из всех корней этого уравнения значения угла, которое не противоречит физическому условию его существования.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 121-2, с. 315-330 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Гермидер О.В., Попов В.Н. «Процессы переноса при неполной аккомодации на стенках прямоугольного канала» Математическое моделирование, 30, № 1, с. 55-62 (2018)

Рассматривается течение разреженного газа с использованием зеркально-диффузной модели отражения молекул газа от стенок канала прямоугольного сечения в свободномолекулярном режиме. В предположении, что в канале поддерживается постоянный градиент давления, получены значения потоков массы и тепла в зависимости от коэффициента аккомодации тангенциального импульса и отношения линейных размеров поперечного сечения канала. Проведено сравнение с аналогичными результатами, представленными в открытой печати.

Математическое моделирование, 30, № 1, с. 55-62 (2018) | Рубрика: 08.11

 

Киселев В.С., Радченко М.В., Радченко Т.Б., Шевцов Ю.О., Летов Е.А. «Диагностика температурных характеристик сверхзвуковых газовых струй в аддитивных технологиях СГП-наплавки» Ползуновский вестник, № 4, с. 176-185 (2017)

На основе метода яркостной пирометрии для диагностики температурных характеристик и измерения температуры пламени представлены достоверные данные о распределении температуры нагрева сверхзвуковой газовой струи. Полученные результаты позволяют эффективно управлять процессами аддитивных технологий СГП-наплавки при решении конкретных технологических задач по нанесению многофункциональных защитных покрытий. Коллективом авторов разработано устройство по реализации сверхзвукового истечения газового потока с соплами с различными числами Маха (патент РФ на полезную модель N 60410 “Устройство для сверхзвуковой газопорошковой наплавки”). В процессе исследования параметров нанесения защитных покрытий определены форма, размер и температура сверхзвуковой газопорошковой струи, установлены основные закономерности истечения газопорошкового потока, температурные и скоростные характеристики наплавляемых частиц порошкового сплава. При проведении исследований произведено условное разделение диапазона сверхзвукового горения на режимы низкой, средней, и высокой интенсивности. Коэффициент β варьировался от 1,5 до 2 (1,5; 1,75; 2) для каждого режима. Для каждого значения коэффициента β произведены измерения температуры нагрева вольфрамового зонда на расстоянии 3–50 мм от края сопла. Определены основные закономерности изменения температуры нагрева излучающего зонда сверхзвуковой газовой струей. Ключевые слова: аддитивные т

Ползуновский вестник, № 4, с. 176-185 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Яковчук М.С. «Поперечный вдув струи с поверхности плоской пластины в сверхзвуковой поток» Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1512-1517 (2017)

Проведено численное моделирование плоского сверхзвукового течения при наличии вдува струи газа в него по нормали с поверхности плоской пластины с использованием осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и уравнения модели турбулентности SST. Определено влияние степени нерасчетности струи на результаты расчета структуры течения, угла наклона головного скачка уплотнения, длины отрывной зоны и глубины проникновения струи в основной поток. Результаты расчетов, полученные для различных величин чисел Маха основного потока и степеней нерасчетности, сравнивались с данными физического эксперимента. Полученные данные позволяют оптимизировать процесс смешения вдуваемой струи с основным сверхзвуковым потоком.

Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1512-1517 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Медведев А.Е., Приходько Ю.М., Фомин В.М., Фомичев В.П., Чехов В.П., Чернявский А.М., Фомичев А.В., Рузматов Т.М., Караськов А.М. «Математическая модель течения жидкости между вращающимися неплоскими дисками» Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1553-1562 (2017)

Разработана математическая модель течения вязкой жидкости в зазоре дискового насоса с неплоскими дисками. Рассчитаны характеристики насоса: скорости потока, перепад давления, тензор напряжений и гидравлический коэффициент полезного действия насоса. Обнаружен локальный минимум давления в насосе, приводящий к локальному "запиранию" потока и снижению напорных характеристик и коэффициента полезного действия насоса. Найдены параметры, которые вызывают локальное "запирание" потока, и указаны пути преодоления этого явления. Установлен оптимальный внутренний радиус диска, при котором достигаются максимальные перепад давления и коэффициент полезного действия дискового насоса, что позволило рассчитать оптимальные параметры дискового пакета насоса.

Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1553-1562 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н. «Распределение концентрации твердых частиц в полностью развитом турбулентном течении в канале» Инженерно-физический журнал, 91, № 1, с. 198-207 (2018)

Рассмотрено формирование областей с повышенной концентрацией твердых частиц в полностью развитом турбулентном течении в канале с непроницаемыми стенками. Течение газа моделировалось на основе нестационарных трехмерных уравнений Навье–Стокса. Для моделирования движения частиц использовался дискретно-траекторный подход. На основе данных прямого численного моделирования опре делены распределения средних и пульсационных характеристик потока и концентрации дисперсной фазы в канале. Установлено, что формирование областей с повышенной концентрацией частиц связано с мгновенным распределением завихренности в пристеночной области канала. Результаты численного моделирования находятся в качественном и количественном согласии с данными физических и вычислительных экспериментов.

Инженерно-физический журнал, 91, № 1, с. 198-207 (2018) | Рубрика: 08.11

 

Анискин В.М., Маслов А.А., Миронов С.Г. «Течение сверхзвуковых недорасширенных струй в диапазоне умеренных чисел Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 3-10 (2018)

Приведены результаты экспериментальных исследований газодинамической структуры сверхзвуковых недорасширенных воздушных струй, истекающих из звукового сопла в пространство низкого давления. Такая постановка эксперимента позволила достичь больших значений величины степени нерасчетности при сохранении умеренных значений числа Рейнольдса истечения из сопла, характерных для истечения недорасширенных струй из микросопел. Получены данные по длине сверхзвукового участка, положению ламинарно-турбулентного перехода и характеристикам струйного течения. Выполнено сопоставление результатов с данными полученными в микроструях истекающих из звуковых сопел. Особое внимание уделено ранее обнаруженному эффекту обратного перехода турбулентной струи в ламинарный режим течения с ростом числа Рейнольдса.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 3-10 (2018) | Рубрики: 08.11 08.15

 

Гаранин С.Ф., Кравец Е.М., Пронина О.Н., Стадник А.Л. «Численное моделирование двумерного турбулентного течения неоднородной жидкости в ограниченной области» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 129-138 (2018)

С помощью двумерных численных расчетов изучено поведение двумерного вихревого течения неоднородной жидкости в ограниченной области. Найдено, что в случае неоднородной начальной плотности на активной стадии перестройки течения декременты затухания кинетической энергии пропорциональны квадратному корню из вязкости. Построены корреляционные функции скорости и плотности для различных моментов времени в инерционном интервале. Все эти результаты дают указания на выбор сценария развития двумерной турбулентности неоднородной жидкости.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 129-138 (2018) | Рубрика: 08.11

 

Зарипов Р.Г., Ткаченко Л.А., Шайдуллин Л.Р. «Вынужденные продольные колебания газа в открытой трубе вблизи резонансной частоты возбуждения» Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1537-1542 (2017)

Представлены результаты теоретического и экспериментального исследований вынужденных продольных колебаний однородного газа в открытой трубе вблизи первой собственной частоты. Установлено, что на резонансной частоте форма волны давления газа изменяется со временем по закону, отличному от гармонического. Построены амплитудно-частотные характеристики указанных колебаний. Получено удовлетворительное согласие теоретического расчета размаха колебаний давления газа с экспериментальными данными.

Инженерно-физический журнал, 90, № 6, с. 1537-1542 (2017) | Рубрики: 04.08 08.11

 

Никитин Н.В., Пиманов В.О. «О поддержании колебаний в локализованных турбулентных структурах в трубах» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 68-76 (2018)

Численно исследовано решение уравнений Навье–Стокса, по ряду качественных признаков воспроизводящее локализованные турбулентные структуры, возникающие в круглых трубах при переходных числах Рейнольдса. В фазовом пространстве это решение соответствует предельному состоянию решения, эволюционирующего на сепаратрисе, разделяющей области притяжения решений, отвечающих ламинарному и турбулентному течениям. Относительная простота пространственного и временного поведения предельного решения на сепаратрисе позволила провести его подробное исследование. В частности, выявлен нелинейный механизм возникновения продольных вихрей, ответственных за поддержание пристенных полос, неустойчивость которых обеспечивает наличие пульсаций.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 68-76 (2018) | Рубрики: 04.09 08.11