Полежаев В.И. «Методы моделирования kонвективных, волновых процессов и теплообмена в околокритических средах (Обзор)» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 3-20 (2018)

Рассматриваются теоретическиe исследования течений и теплообмена в сверхкритических средах вблизи критической термодинамической точки в условиях микрогравитации и в земных условиях. Обсуждаются критерии, определяющие характеристики тепловой гравитационной конвекции, термоакустики, осложненные эффектом адиабатического сжатия, особенности возникновения конвекции, особенности иерархии небуссинесковских математических моделей и их калибровки на основе модели Буссинеска.

Дьяченко А.И., Любимов Г.А., Скобелева И.М., Стронгин М.М. «Обобщение математической модели легких для описания интенсивности трахеальных звуков форсированного выдоха» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 21-29 (2018)

Исследуется возможность связать природу трахеальных звуков форсированного выдоха с излучением звука от отрывного течения, возникающего в месте динамического сужения трахеи во время форсированного выдоха. Для соответствующих оценок использована математическая модель форсированного выдоха. Проведенные расчеты показали, что качественный вид расчетной зависимости интенсивности звука от времени в процессе форсированного выдоха соответствует экспериментальной зависимости, полученной в опытах со здоровыми испытуемыми. Полученные результаты должны учитываться при физической трактовке механизмов генерирования трахеальных звуков и в обосновании использования их характеристик при диагностике различных патологий легких человека.

Любимов Д.В., Перминов А.В. «Воздействие несимметричных вибраций на движение тонкого слоя вязкопластичной жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 30-41 (2018)

Исследовано влияние поля тяжести и вибраций на движение слоя вязкопластичной жидкости по наклонной твердой поверхности. Для описания реологических свойств жидкости использовалось уравнение Уильямсона. Показано, что вибрации оказывают существенное влияние на интенсивность и направление движения жидкости в слое, в частности, порождают заметное осредненное течение жидкости даже в тех случаях, когда жидкость в отсутствие вибраций покоится.

Гайфутдинов Р.А., Ильинский Н.Б. «Обобщение задачи проектирования крылового профиля с устройствами активного управления потоком на случай наличия экрана» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 42-52 (2018)

Дано обобщение решения обратной краевой задачи аэрогидродинамики для крылового профиля со щелевым отбором воздуха из внешнего потока с его верхней поверхности и выдувом реактивной струи в его кормовой части на случай обтекания такого профиля вблизи экрана. Осложнения, связанные с двухсвязностью области течения, преодолены введением фиктивного потока под экраном. Решение построено итерационным численно-аналитическим методом. Получены формулы для перерасчета аэродинамических характеристик и распределения скорости по поверхности профиля на разные режимы полета и режимы работы устройств отбора-выдува. Исследовано влияние величины, характеризующей энергию выдуваемой струи, отстояния профиля от экрана и угла наклона прямолинейной нижней поверхности профиля на аэродинамические и геометрические характеристики профиля, именно на форму профиля и коэффициент подъемной силы. Достоверность результатов продемонстрирована результатами расчетов в программе Fluent.

Пономарева М.А., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. «Устойчивость плоской струи высоковязкой жидкости, натекающей на горизонтальную твердую плоскость» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 53-61 (2018)

В плоской постановке рассматривается задача об истечении струи вязкой жидкости из прямоугольного канала в поле силы тяжести с последующим взаимодействием жидкости с горизонтальной твердой подложкой. Математическая постановка задачи формулируется в приближении ползущего течения. Для численного решения используется метод граничных элементов. Исследуются кинематические характеристики струи и эволюция свободной границы для различных значений определяющих параметров. Получены значения критической высоты сливного отверстия канала над твердой стенкой, при превышении которой происходит потеря устойчивости струи, выражающаяся в ее периодическом изгибании. Описан режим течения, характеризующийся затухающими колебаниями.

Бардаханов С.П., Лысенко В.И., Труфанов Д.Ю. «Применение термоанемометра для измерений скорости течения нанопорошков» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 62-69 (2018)

Использована новая методика для измерений скорости течения наноразмерных порошков. Термоанемометрический метод, широко используемый в течениях газа, применен для исследования течения нанопорошков. В качестве примеров изучены течения нанопорошков оксида алюминия C и диоксида кремния аэросил A-90 и А-380 в вертикальном канале. Полученные результаты показали перспективность исследования течений наноразмерных порошков с помощью термоанемометра

Голубкина И.В., Осипцов А.Н., Сахаров В.И. «Обтекание плоского цилиндра сверхзвуковым слабозапыленным потоком при взаимодействии головной ударной волны с косым скачком уплотнения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 70-84 (2018)

Исследовано движение инерционной дисперсной примеси вблизи плоского цилиндра, обтекаемого гиперзвуковым стационарным запыленным потоком при наличии косого скачка уплотнения, падающего на головную ударную волну. Предполагалось, что массовая концентрация частиц в набегающем потоке мала и они не оказывают влияния на несущую фазу. Рассмотрены случаи III и IV типов взаимодействия ударных волн. Распределение параметров газа в ударном слое около цилиндра находилось из численного решения полных уравнений Навье–Стокса для совершенного газа. Использовалась конечно-разностная TVD схема второго порядка точности, построенная на основе метода конечного объема. Для расчета континуальных параметров дисперсной фазы, включая концентрацию, применялся полный лагранжев метод. В широком диапазоне инерционных свойств частиц исследованы поля траекторий, скорости, концентрации и температуры примеси в ударном слое. Обнаружена возможность аэродинамической фокусировки частиц за точкой пересечения ударных волн и формирования узких струй с высокой концентрацией частиц, которые, попадая на поверхность тела, приводят к резкому увеличению локальных тепловых потоков. Дана оценка максимально возможного увеличения тепловых нагрузок на поверхность тела за счет частиц, выпадающих на поверхность, как при наличии косого скачка уплотнения, так и в отсутствие такового.

Боронин С.А. «Устойчивость плоского течения Куэтта дисперсной среды с конечной объемной долей частиц» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 85-94 (2018)

Рассмотрена линейная гидродинамическая устойчивость плоского течения Куэтта суспензии с конечной объемной долей частиц. Течение двухфазной среды описано в рамках модифицированной модели взаимопроникающих континуумов, учитывающей конечность объема, занятого частицами. В основном течении рассогласование скоростей фаз отсутствует, сила тяжести не учитывается. Исследована устойчивость дисперсного потока как с однородным, так и неоднородным распределением частиц. Линеаризованная система уравнений движения суспензии с граничными условиями прилипания на твердых стенках сведена к задаче на собственные значения для обыкновенного дифференциального уравнения четвертого порядка относительно функции тока. Поиск собственных значений осуществлен методом ортогонализации. Проведено параметрическое исследование характеристик устойчивости дисперсного течения. Показано, что в случае однородного пространственного распределения частиц в основном течении присутствие примеси в потоке приводит к незначительному изменению инкрементов затухания волн, течение остается устойчивым при любом допустимом значении определяющих безразмерных параметров. В случае неоднородного распределения включений течение теряет устойчивость уже при малых значениях числа Рейнольдса в широком диапазоне определяющих безразмерных параметров.

Губайдуллин Д.А., Никифоров А.А., Уткина Е.А. «Акустические волны в двухфракционных смесях газа с паром, каплями и твердыми частицами разных материалов и размеров при наличии фазовых превращений» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 95-103 (2018)

Изучено распространение акустических волн в двухфракционных смесях газа с паром, каплями и твердыми частицами разных материалов и размеров с фазовыми превращениями. Представлена математическая модель, получены дисперсионное соотношение и волновое уравнение, рассчитаны дисперсионные кривые. Проанализированы зависимости относительной скорости звука и декремента затухания на длине волны от частоты колебаний в смеси воздуха с паром, каплями воды и частицами песка. С помощью метода быстрого преобразования Фурье выполнены расчеты по распространению импульсных возмущений в рассмотренных двухфракционных дисперсных системах.

Афанасьев А.А. «Математическая модель неизотермической многофазной фильтрации бинарной смеси» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 104-115 (2018)

Предложена модель неизотермических течений бинарных смесей в пористой среде, применимая в широком диапазоне термобарических условий, в том числе и при температурах, превышающих критическую температуру смеси. Используется неклассический подход для моделирования свойств смеси, позволяющий единым образом описать ее однофазные, двухфазные и трехфазные термодинамические равновесия и соответствующие течения в до и закритических термодинамических условиях. Широкое применение методов термодинамики для определения реальных свойств смеси приводит к необходимости использования нестандартной математической модели, в которой законы сохранения замыкаются не конечными и дифференциальными уравнениями, а задачей на условный экстремум. Проведен дисперсионный анализ уравнений модели и получены характеристические скорости в зонах различного фазового состояния смеси.

Идрисова Г.Р., Ковалева Л.А., Мавлетов М.В., Мусин А.А. «Математическое моделирование двухфазной фильтрации в обводненном пласте с осадкообразованием» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 116-123 (2018)

Приведены результаты численных исследований задачи двухфазной фильтрации в пласте в процессе его заводнения с добавкой осадкообразующего компонента. Основу математической модели составляют уравнения сохранения массы каждой из рассматриваемых фаз и компонент, дополненные уравнениями движения и определяющими соотношениями для замыкания системы. При решении задачи использовалась эмпирическая зависимость интенсивности осадкообразования от содержания осадкообразующего компонента в водном растворе с учетом изменения эффективной пористости среды. Выделены основные особенности в решении задачи осадкообразования с использованием эмпирической зависимости, а также проведен сопоставительный анализ влияния выбора этой зависимости на результаты решения. Показано, что игнорирование экспериментальными результатами в математической постановке задачи может привести не только к неоправданно завышенным результатам при реализации метода, но и дать искаженную картину всего процесса осадкообразования при фильтрации в обводненном пласте.

Одинцова В.Е. «Влияние сжимаемости пара на устойчивость поверхности раздела фаз в геотермальных системах с постоянной температурой» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 124-134 (2018)

В изотермическом приближении рассмотрена устойчивость вертикальных стационарных течений в геотермальных системах, в которых слой воды находится над слоем пара. Учтены сжимаемость пара и капиллярные силы на межфазной поверхности. Найдена область физических параметров геотермальной системы, при которых существуют вертикальные стационарные течения. Проведен анализ их линейной устойчивости: при помощи асимптотических и численных методов получено дисперсионное соотношение, построена диаграмма устойчивости и найдены возможные типы потери устойчивости. Проанализировано влияние сжимаемости пара и других физических параметров на стационарные вертикальные течения и их устойчивость.

Овчарова А.С. «Образование капель при разрыве жидкой пленки под действием тепловой нагрузки» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 135-142 (2018)

Рассматривается деформация и разрыв жидкой пленки, висящей между двумя твердыми стенками, под действием сосредоточенной тепловой нагрузки. Для исследования этого процесса используется двухмерная модель, описывающая движение тонкого слоя вязкой неизотермической жидкости в условиях микрогравитации. Для моделирования динамики движения жидкости используются уравнения Навье–Стокса в переменных вихрь–функция тока. Проведен численный анализ влияния тепловых нагрузок на деформацию и характер разрыва свободновисящих пленок. Показано, что при определенной ширине теплового луча, действующего на свободную поверхность пленки, она может претерпевать разрыв с образованием капельки. Представлены результаты решения модельных задач.

Туник Ю.В. «Устойчивость детонационного горения к изменению концентрации водорода на входе в сверхзвуковое сопло» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 143-150 (2018)

Рассматривается детонационное горение водородовоздушных смесей, поступающих в осесимметричное сопло Лаваля со сверхзвуковой скоростью. Геометрия сопла не обеспечивает самовоспламенение газа, поэтому используется вынужденное воспламенение, которое при определенных условиях приводит к формированию стационарного детонационного горения как в случае однородного, так и неоднородного распределения водорода на входе в канал. Численно решается нелинейная задача об устойчивости этих режимов горения по отношению к периодическим возмущениям концентрации водорода в набегающем потоке. Исследования проводятся на основе двумерных газодинамических уравнений Эйлера для многокомпонентного реагирующего газа. Используется детальная модель химических превращений

Гусев В.Н., Ерофеев А.И. «Интерференция центрированной волны разрежения с косым скачком уплотнения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 151-160 (2018)

Методом прямого статистического моделирования решения уравнения Больцмана исследуется течение газа в области интерференции косого скачка уплотнения с центрированной изоэнтропической волной разрежения. Приводятся данные расчетов структуры скачка уплотнения, структуры волны разрежения, полей течения и линий тока для чисел Маха в набегающем потоке М=6, 4 и 2. Образование области интерференции моделируется течением газа при обтекании двухступенчатого клина, излом образующей в котором и порождает центрированную изоэнтропическую волну разрежения. Приводятся результаты расчета такого течения при решении уравнения Больцмана в эйлеровском приближении.