Исаенко И.И., Махнов А.В., Смирнов Е.М., Шмидт А.А. «Моделирование кавитации в высокоскоростных течениях в каналах» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 11, № 1, с. 55-65 (2018)

Сформулирована модель кавитирующих течений, в которой используется лагранжево–эйлеровское описание многофазной среды и где учитывается гетерогенный механизм образования кавитационых пузырей. Для моделирования их роста и схлопывания применяется уравнение Рэлея–Плессе, дополненное уравнениями межфазного переноса массы и энергии, определяющими их внутренние параметры. Разработанная модель обеспечивает качественное совпадение формы кавитационной каверны и положения ее задней границы с экспериментальными наблюдениями.

Абдуракипов С.С., Дулин В.М., Маркович Д.М. «Об автоколебаниях в струе и газовом факеле с сильной закруткой потока» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 395-402 (2018)

Представлены результаты исследования нестационарной динамики потока в газовом факеле с сильной закруткой, распадом и прецессией вихревого ядра панорамными оптическими методами, а также результаты теоретического анализа наиболее быстро растущих мод гидродинамической неустойчивости потока. Определены характеристики автоколебательной моды на начальном участке турбулентного течения закрученной пропано-воздушной струи, горящей в атмосферном воздухе в форме поднятого пламени. Анализ данных методом главных компонент и линейный анализ устойчивости выявил, что эволюция доминирующей в потоке автоколебательной моды соответствует квазитвердому вращению с практически постоянной угловой скоростью когерентной пространственной структуры, состоящей из спиралевидного вихревого ядра струи и двух винтовых вторичных вихрей.

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Яковчук М.С. «Многопараметрическая оптимизация органов управления вектором тяги, основанных на вдуве струи газа в сверхзвуковую часть сопла» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 19, № 2, с. 158-172 (2018)

Рассматриваются процессы, сопровождающие вдув сверхзвуковой струи газа в расширяющуюся часть сопла, применительно к созданию управляющих усилий в ракетных двигателях. Разрабатывается подход к многопараметрической оптимизации геометрической формы сопла и параметров вдува струи в сверхзвуковой поток, основанный на применении численной модели турбулентного течения вязкого сжимаемого газа. В качестве параметров оптимизации используются степень нерасчетности вдуваемой струи, угол наклона сопла вдува к оси основного сопла, удаление сопла вдува от критического сечения основного сопла и форма выходного сечения сопла вдува. Проводится сравнение результатов расчетов, полученных для различных конфигураций системы подвода вдуваемого газа. Делаются выводы о влиянии входных параметров задачи на коэффициент изменения тяги сопла.

Мордасов Д.М., Мордасов М.М., Фирсова А.В., Мордасов М.Д. «Взаимодействие акустически модулированной струи газа с сыпучими материалами» Вестник Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ), 24, № 1, с. 172-182 (2018)

Изучена физика процессов взаимодействия акустически модулированной струи газа с сыпучими материалами. Показано, что взаимодействие струйно-акустического сигнала с сыпучим материалом сопровождается полным его отражением с формированием в пространстве между генератором и нагрузкой режима стоячих волн. Приведено математическое описание физических эффектов, выявлены механизмы влияния высоты слоя сыпучего материала, его гранулометрического состава и скорости перемещения на происходящие процессы. Представлены результаты экспериментальных исследований, которые позволяют расширить знания в области взаимодействия низкочастотных акустических колебаний с гетерогенными материалами и могут быть положены в основу принципиально новых методов и устройств контроля их физико-механических свойств.

Абашев В.М., Еремкин И.Н., Животов Н.П., Замураев В.П., Калинина А.П., Третьяков П.К., Тупикин А.В. «Экспериментальное и численное моделирование процессов сверхзвукового истечения из полузакрытого канала» Инженерно-физический журнал, 91, № 2, с. 361-370 (2018)

Статья посвящена исследованию тепло-газодинамических процессов в полузакрытых каналах, в которые подается воздух через отверстия, сфокусированные на ось. Изучено влияние размера отверстий, их положения и ориентации вытекающих через них струй, а также давления в форкамере на давление в раз личных точках стенки канала и на поля параметров течения (поля чисел Маха, давления, температуры). Экспериментальные исследования сопровождались численными 2D и 3D расчетами.

Гималтдинов И.К. «Особенности динамики волны пузырьковой детонации в трубчатых кластерах» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 28-39 (2018)

Исследованы особенности перехода детонационной волны из трубчатого объема пузырьковой жидкости, ограниченного слоем "чистой" жидкости, в область однородной пузырьковой жидкости. Показано, что детонационная волна, распространяющаяся в трубчатом пузырьковом кластере, при переходе участка, где радиус кластера скачком увеличивается, может срываться из-за двумерного рассеяния волны в расширяющейся зоне, несмотря на увеличение энергоемкости системы.

Косьянчук В.В., Якунчиков А.Н. «Свободномолекулярное течение газа в канале с изгибающейся границей» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 87-97 (2018)

Проведено численное моделирование свободномолекулярного течения газа через микроканал с подвижными, изгибающимися по волновому закону стенками. Показано, что вероятность прохождения молекул газа через такой канал существенно зависит от безразмерного соотношения волновой скорости движения стенок канала и характерной тепловой скорости молекул газа. Выявлено, что вероятность прохождения также значительно различается при течении газа "по" и "против" направления распространения волн на границе. Обсуждаются приложения данного эффекта как для создания микрогазоразделительных устройств, так и для разработки микронасосов. Исследовано влияние параметров задачи на эффективность данных устройств.

Быков Н.Ю. «Об образовании малых кластеров в свободно-расширяющейся струе водяного пара» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 98-107 (2018)

Представлены результаты расчетов истечения водяного пара в вакуум через отверстие в бесконечно тонкой стенке из источника, давление и температура в котором поддерживаются постоянными. Расчеты выполнены методом прямого статистического моделирования и учитывают процессы формирования/распада кластеров воды в поле течения. Рассмотрены переходные по числу Кнудсена режимы истечения пара. Проанализировано влияние процессов кластерообразования на параметры течения, которое становится существенным при мольной доле кластеров от 4% и выше. Продемонстрирован эффект "замораживания" мольных концентраций кластеров с удалением от источника. Исследовано влияние используемых в модели значений вероятности ассоциации мономера и димера при взаимных парных столкновениях на мольную концентрацию димеров. Выполнено сравнение полученных результатов с имеющимися экспериментальными данными.

Голубкин В.Н., Сизых Г.Б. «О сжимаемом течении Куэтта» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 1, с. 27-38 (2018)

Найдены два точных решения уравнений Навье–Стокса для стационарного течения сжимаемого газа, коэффициент вязкости которого связан с температурой формулой Сатерленда. Первое решение описывает плоское сдвиговое течение между движущимися с разными скоростями параллельными пластинами (аналог несжимаемого течения Куэтта). Второе решение относится к сдвиговому течению между соосными цилиндрами, движущимися вдоль общей оси. В полученных точных решениях все газодинамические величины выражаются через элементарные функции одного переменного. Исследовано влияние сжимаемости на напряжение трения и профили скорости и температуры, включая их качественно различные конфигурации.

Брутян М.А., Ибрагимов У.Г. «Автомодельные решения для вязкого газа, истекающего из вершины конуса» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 3, с. 16-25 (2018)

Рассмотрено осесимметричное течение вязкого газа от источника, расположенного в вершине конуса. Найдено необходимое условие существования автомодельного течения типа Джеффри–Гамеля. В случае заданной температуры стенок установлены критерии существования автомодельных решений. Проведено численное исследование и найдены критические значения определяющих параметров задачи. Для течения в тонком конусе построено асимптотическое решение.

Баженова Л.А. «Источники шума аэродинамического происхождения в воздуходувных машинах» Акустический журнал, 64, № 3, с. 369-378 (2018)

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса возникновения и местоположения источников аэродинамического шума в воздуходувных машинах, связанных с обтеканием потоком воздуха неподвижных и движущихся элементов внутри корпуса машины. Исследования проведены на основе фундаментальных работ Лайтхилла–Керла и с помощью разработанного метода измерения пульсаций давления на вращающихся лопастях и неподвижных элементах корпуса. Выявлены наиболее значимые источники дискретных и широкополосных составляющих аэродинамического шума. Исследована роль лопаток в лопастном колесе в излучении дискретных составляющих шума. Установлено, что широкополосные максимумы в излучаемом шуме связаны с акустическими резонансами внутреннего объема корпуса воздуходувной машины. Показано влияние на интенсивность аэродинамических источников внутри корпуса турбулентности и скорости набегающего потока. Проведенные исследования способствовали более глубокому изучению природы возникновения источников шума аэродинамического происхождения в воздуходувных машинах и выработке рекомендаций по снижению шума, создаваемого этими источниками.

Мануйлович И.С. «Детонация в трёхмерном изогнутом канале» Доклады академии наук, 479, № 1, с. 25-28 (2018)

Представлены результаты моделирования детонации в изогнутом трёхмерном канале круглого сечения постоянной ширины, продуваемом сверхзвуковым потоком стехиометрической пропано-воздушной смеси. В зоне изгиба стенка канала имеет форму тора. Исследование проводится в рамках одностадийной кинетики горения численным методом, основанным на схеме С.К. Годунова, в оригинальном программном комплексе, разработанном для проведения многопараметрических расчётов и визуализации течений. Инициирование детонации происходит в результате формирования в канале ударно-волновых конфигураций, связанных с поворотом потока. Получены нестационарные картины течения и исследована их зависимость от параметров задачи. Получен режим течения без детонации, режим с детонационной волной, выходящей из канала через входное сечение, и режим со стационарной детонацией.

Константинов А.П. «Собственные аэроакустические колебания газа вблизи двух пластин в канале» Прикладная механика и техническая физика, 59, № 2, с. 50-62 (2018)

В двумерной постановке исследованы собственные аэроакустические колебания газа вблизи двух тонких пластин, расположенных по схеме "тандем" в прямоугольном канале. Обнаружена бифуркация собственных частот, зависящая от расстояния между пластинами, найдены зависимости частоты собственных колебаний от длины пластин и расстояния до стенок канала. Найдены поля давления и скоростей газа в исследуемой области колебаний.