Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.15 Колебания тел и структур в потоке, аэроупругость

 

Цай Ц., Пан Ц., Крыжановский А., Е.Ш. «Численное исследование переходного режима обтекания цилиндра и генерации звука» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 343-360 (2018)

С помощью метода крупных вихрей LES рассчитывается пространственное турбулентное обтекание цилиндра несжимаемой жидкостью при числе Маха

Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 343-360 (2018) | Рубрики: 04.11 08.15

 

Звегинцев В.И., Потапкин А.В. «О развитии техники аэробаллистического эксперимента для исследования характеристик звукового удара» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 333-342 (2018)

Рассмотрено предложение по использованию техники аэробаллистического эксперимента для проведения исследований характеристик ударных волн (звукового удара) на больших расстояниях от свободно летящей модели. Выполнен анализ основных технических решений, обеспечивающих возможность реализации предлагаемой экспериментальной установки с диапазоном скоростей полета исследуемых моделей от 1 до 2 чисел Маха. Приведен список научно-технических задач, относящихся к изучению характеристик звукового удара в средней и дальней зонах, которые могут быть экспериментально исследованы при помощи предлагаемой установки.

Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 333-342 (2018) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Абалакин И.В., Бахвалов П.А., Доронина О.А., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Моделирование аэродинамики движущегося тела, заданного погруженными границами на динамически адаптивной неструктурированной сетке» Математическое моделирование, 30, № 5, с. 57-75 (2018)

Работа посвящена разработке комплексной технологии численного моделирования на неструктурированных сетках аэродинамики движущихся тел, описываемых методом погруженных границ. Для повышения точности расчёта используется динамическая адаптация сетки. Метод сеточной адаптации построен на основе техники перераспределения узлов, реализация которой заключается в решении дополнительного дифференциального уравнения движения сетки. Данный метод позволяет сохранить топологию исходной сетки и не приводит к существенному росту вычислительной стоимости расчета. В настоящее время технология разработана для двумерных постановок и протестирована на ряде модельных задач.

Математическое моделирование, 30, № 5, с. 57-75 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Абалакин И.В., Дубень А.П., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Моделирование нестационарного турбулентного течения вокруг цилиндра методом погруженных границ» Математическое моделирование, 30, № 5, с. 117-133 (2018)

Представлена методика численного моделирования нестационарных турбулентных течений. Особенность методики – применение метода погруженных границ для обеспечения выполнения граничных условий на поверхности обтекаемых тел в получаемом численном решении. Она использована для численного решения задачи турбулентного обтекания трехмерного цилиндра. Полученное численное решение сопоставлено с большим числом экспериментальных и расчетных референсных данных и результатами расчета с применением согласованных с границей сеток.

Математическое моделирование, 30, № 5, с. 117-133 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Арефьев К.Ю., Прохоров А.Н., Савельев А.С. «Исследование деструкции капель жидкости в вихревом следе за пилоном при высоких скоростях набегающего воздушного потока» Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 57-69 (2018)

Работа посвящена определению закономерностей деструкции капель жидкости в вихревом следе за пилоном при высоких дозвуковых скоростях набегающего воздушного потока. В статье приведена схема лабораторной установки, описаны средства диагностики и изложена методика проведения эксперимента. Исследована структура нестационарного газодинамического течения за пилоном и определены основные характеристики возникающего вихревого следа. Получены экспериментальные данные по изменению диаметров капель в результате газодинамического дробления в зависимости от параметров потока и режимов инжекции жидкости. Представлены характерные распределения диаметров и скоростей капель в вихревом следе за пилоном. Определены конечные диаметры капель, получаемые в результате газодинамического дробления. Проведено сравнение экспериментальных данных по интенсивности газодинамического дробления с расчетами, выполненными в соответствии с ранее разработанными методиками. Результаты исследования могут быть использованы на этапе выбора конфигурации систем инжекции жидкости в высокоскоростной поток, а также для валидации математических моделей, используемых при расчетах параметров двухфазных течений.

Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 57-69 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Биматов В.И., Бородачева И.А., Лавронович А.Н., Савкина Н.В. «Гистерезис аэродинамических характеристик и его влияние на параметры движения осесимметричных тел» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 52, с. 35-40 (2018)

Исследования направлены на решение задачи влияния гистерезиса аэродинамических характеристик на кинематические параметры движения осесимметричных тел. Показано, что наличие гистерезиса в коэффициенте момента тангажа приводит к «раскачке» амплитуды колебаний углов атаки. DOI: 10.17223/19988621/52/4

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 52, с. 35-40 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Матвиенко О.В., Андропова А.О., Андриасян А.В., Мамадраимова Н.А. «Математическое моделирование движения сферической частицы по наклонной поверхности в сдвиговом потоке» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 52, с. 75-88 (2018)

Проведено исследование движения сферической частицы по наклонной поверхности, обдуваемой сдвиговым потоком. Проанализированы различные режимы движения частицы в потоке: качение, скольжение, пробуксовка. Исследование движения по наклонной поверхности, обдуваемой воздушным потоком, показывает, что скорость центра масс частиц увеличивается с увеличением ее диаметра, при этом скорость частиц быстро достигает стационарного значения. Изменение угловой скорости ю характеризуется на начальном этапе резким ее возрастанием, после чего качение частицы происходит с постоянной угловой скоростью. Для малых размеров частицы ее движение на начальном участке характеризуется качением без скольжения, однако затем переходит в режим проскальзывания. DOI: 10.17223/19988621/52/8

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 52, с. 75-88 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Андрущенко В.А., Сызранова Н.Г. «Основные закономерности обтекания затупленных тел гиперзвуковым потоком газа» Естественные и технические науки, № 4, с. 297-299 (2018)

Представлены приближенные формулы для оценки конвективной теплопередачи к поверхности затупленного тела при гиперзвуковом обтекании.

Естественные и технические науки, № 4, с. 297-299 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Богданов А.Н., Диесперов В.Н., Жук В.И. «Неклассические трансзвуковые пограничные слои. К преодолению некоторых тупиковых ситуаций в аэродинамике больших скоростей» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 2, с. 270-280 (2018)

Рассмотрены аналитические модели нестационарного свободного вязко-невязкого взаимодействия газовых течений в трансзвуковом диапазоне скоростей – трансзвукового пограничного слоя с самоиндуцированным давлением (неклассического пограничного слоя). Показано, что адекватная модель течения может быть построена с использованием методов сингулярных возмущений. Дан обзор результатов сравнительного анализа исследований на классической и регуляризованной моделях устойчивости пограничного слоя с самоиндуцированным давлением при взаимодействии на трансзвуковых скоростях.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 2, с. 270-280 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Савенков И.В. «Об абсолютной неустойчивости несжимаемого пограничного слоя на податливой поверхности» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 2, с. 281-290 (2018)

В пределе высоких чисел Рейнольдса на основе трехпалубной теории свободного взаимодействия изучено влияние продольного натяжения и изгибной жесткости податливой пластины на устойчивость несжимаемого пограничного слоя над ней. Показано, что в некотором диапазоне параметров, характеризующих свойства пластины, могут появляться растущие волны, распространяющие вверх по потоку, из-за чего течение становится абсолютно неустойчивым в традиционном смысле.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 2, с. 281-290 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Савельев А.Д. «Мультиоператорные компактные схемы высокого порядка в численном моделировании нестационарного дозвукового обтекания аэродинамического профиля» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 2, с. 291-303 (2018)

На основе схем высокого порядка проведено численное моделирование обтекания вязким газом аэродинамического профиля NACA2212 при числе Маха набегающего потока 0.3 и в диапазоне изменения числа Рейнольдса от 103 до 107. Рассмотрены последовательно меняющиеся режимы течения, обусловленные различным уровнем вязкости в набегающем потоке. Рассмотрены случаи образования вихревых структур на поверхности профиля и дана физическая трактовка данного явления.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 2, с. 291-303 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Жук В.И. «Асимптотический подход в задаче потери устойчивости пограничного слоя трансзвукового потока» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 3, с. 431-446 (2018)

Анализ волн Толлмина–Шлихтинга может базироваться на уравнениях Прандтля с включенным в них самоиндуцированным давлением. Данное обстоятельство послужило отправной точкой в изучении свойств дисперсионного соотношения и спектра собственных функций, среди которых имеются моды с нарастающей во времени амплитудой. Факт присутствия неустойчивых пульсационных решений асимптотических уравнений неклассического пограничного слоя (в окрестности нижней ветви нейтральной кривой) был известен для ситуаций дозвукового и трансзвукового движений. В то же время аналогичные решения для сверхзвуковых скоростей внешнего потока не содержат неустойчивых мод. Бифуркационная картина поведения дисперсионных кривых на комплексных областях дает математическое объяснение резкого изменения свойств устойчивости, имеющего место в трансзвуковом диапазоне.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 3, с. 431-446 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Исаев С.А., Жукова Ю.В., Попов И.А., Судаков А.Г. «Вихревая интенсификация теплообмена при ламинарном обтекании кругового и эллиптического цилиндров воздухом и маслом М-20» Инженерно-физический журнал, 91, № 3, с. 664-672 (2018)

Выполнен сравнительный анализ ламинарного обтекания воздухом и маслом М-20 кругового цилиндра и эллиптического цилиндра с отношением полуосей 0.3:0.5, ориентированных перпендикулярно набегающему потоку, при Re = 60. Дана оценка тепловой и теплогидравлической эффективностям вихревой интенсификации теплообмена при умеренном нагреве цилиндров.

Инженерно-физический журнал, 91, № 3, с. 664-672 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Жданов В.Л., Иванов Д.А., Смульский Я.И., Терехов В.И. «Влияние структуры предотрывного течения на характеристики зоны отрыва за обратным уступом» Инженерно-физический журнал, 91, № 3, с. 673-685 (2018)

Представлены результаты влияния структуры отрывного течения за ребром установленного перед кромкой обратного уступа на параметры зоны отрыва за ним. Численное исследование выполнено мето дом крупных вихрей в плоском воздушном канале. Скорость развитого турбулентного течения на входе в канал задавалась 25 м/с с уровнем начальной турбулентности по трем компонентам скорости 5%. Число Рейнольдса, рассчитанное по начальной скорости и высоте уступа, равнялось 15 500. Показано, что создание предотрывной зоны вызывает трансформацию двумерного течения в трехмерное перед кром кой обратного уступа с формированием неравномерной завихренности по его длине. Эта перестройка течения приводит к усилению неоднородности параметров скорости в отрывающемся слое смешения. Расширение потока за уступом усиливалось и сопровождалось локальным отрывом на верхней стенке канала. Две области отрыва обуславливали сильный рост пульсаций по всему каналу за уступом.

Инженерно-физический журнал, 91, № 3, с. 673-685 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Балашов А.А., Дудин Г.Н. «Исследование обтекания пластины в режиме сильного взаимодействия» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 63-70 (2018)

Исследовано обтекание пластины конечной длины потоком вязкого газа в режиме сильного взаимодействия. Приведены разложения функций течения в окрестности передней кромки, сформулированы и совместно решены краевые задачи для вязкой и невязкой областей течения. Исследовано влияние показателя адиабаты и температурного фактора на характеристики течения в этих областях и собственное число, определяющее интенсивность передачи возмущений вверх по потоку. Показано, что в неавтомодельном случае также возникает переходный слой на внешней границе пограничного слоя.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 63-70 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Честных А.О. «Численное исследование взаимодействия пары горячих нерасчетных сверхзвуковых струй с газоотбойником» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 1, с. 14-26 (2018)

С помощью метода RANS/ILES высокого разрешения численно исследовано истечение пары нерасчетных горячих струй из биконических сверхзвуковых сопел, оси которых находятся на расстоянии четырех диаметров сопла. Для повышения точности расчетов выполнен совместный расчет течения в соплах и струях из них. Расчеты проводились для свободных затопленных струй и для аэродромных струй, натекающих на газоотбойник. Для свободных струй определены расстояния, при которых начинается взаимодействие слоев смешения, изменяется распределение параметров по сравнению с одиночной струей, происходит слияние струй. Исследовано воздействие пары струй на ближнее акустическое поле. Для аэродромных струй установлено влияние скорости спутного ветра и расстояния от срезов сопел до газоотбойника на размеры и форму опасных для нахождения людей и техники зон по температуре, пульсациям давления и продольной скорости на поверхности аэродрома. Представлены обобщающие зависимости для оценки влияния указанных параметров на характерные размеры опасных зон. Проведено сравнение с аналогичными данными для одиночной струи, натекающей на газоотбойник. Выявлены особенности влияния скорости спутного ветра и расстояния до газоотбойника на распределения давления, температуры и пульсаций этих параметров по высоте газоотбойника.

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 1, с. 14-26 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Головкин М.А., Ефремов А.А., Махнёв М.С. «Оценка производных аэродинамических сил и моментов по компонентам угловой скорости модели самолета в широком диапазоне углов атаки» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 1, с. 39-58 (2018)

Представлены простейшие оценки производных от коэффициентов аэродинамических сил и моментов по компонентам угловой скорости на основе экспериментов на установке, осуществляющей вращение модели самолета с постоянной угловой скоростью, коллинеарной вектору скорости набегающего потока аэродинамической трубы. Приведены аналитические и полуэмпирические соотношения для оценки вклада отдельных элементов модели самолета во вращательные производные. Дан пример определения вращательных производных при малых скоростях потока для модели пассажирского самолета как на малых, так и на больших, закритических углах атаки.

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 1, с. 39-58 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Боголепов В.В., Нейланд В.Я. «К асимптотической теории взаимодействия бегущего в сверхзвуковом потоке возмущения давления с пограничным слоем» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 3, с. 1-15 (2018)

Сформулирована краевая задача нестационарной асимптотической теории взаимодействия бегущего в сверхзвуковом потоке внешнего возмущения давления с пограничным слоем. В невязком стационарном приближении получены аналитические и численные решения с учетом механизма самоиндукции. Показано, что учет самоиндукции значительно ослабляет воздействие на поток внешних возмущений и способствует смещению окрестности взаимодействия в направлении движения внешнего возмущения.

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 3, с. 1-15 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Павленко О.В., Раздобарин А.М., Федоренко Г.А. «Влияние формы законцовки на обтекание крыла» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 3, с. 26-35 (2018)

Приведены результаты расчетных исследований особенностей обтекания и аэродинамических характеристик прямого крыла с готической законцовкой и законцовкой ЦАГИ. Расчеты проведены с помощью программы, основанной на численном решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса.

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 3, с. 26-35 (2018) | Рубрика: 08.15

 

Нуриев А.Н., Егоров А.Г., Зайцева О.Н. «Численный анализ вторичных течений вокруг осциллирующего цилиндра» Прикладная механика и техническая физика, 59, № 3, с. 77-87 (2018)

Рассматриваются способы управления вторичными течениями, возникающими вблизи осциллирующего круглого цилиндра, посредством изменения двух управляющих параметров процесса: безразмерной амплитуды и колебательного числа Рейнольдса. Исследование проводится с использованием прямого численного моделирования. Показано, что путем варьирования указанных параметров в относительно небольшом диапазоне можно не только интенсифицировать процессы массообмена, но и менять направление основных вторичных потоков.

Прикладная механика и техническая физика, 59, № 3, с. 77-87 (2018) | Рубрика: 08.15