Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.11 Звук в трубах с потоками

 

Волобуев А.Н. «Нелинейные особенности течения жидкости в упругом трубопроводе» Математическое моделирование, 31, № 6, с. 43-54 (2019)

Рассмотрен процесс течения жидкости в упругом трубопроводе с закрепленными концами. Показано, что в таком трубопроводе возможно возникновение автоколебаний стенки и потока жидкости или флаттера оболочечной моды. Представлено решение системы нелинейных гидродинамических уравнений, описывающих эти автоколебания, в элементарных функциях. Показано, что стоячие волны в упругом трубопроводе формируются не вследствие сложения прямой и обратной бегущих волн.

Математическое моделирование, 31, № 6, с. 43-54 (2019) | Рубрики: 04.08 08.11

 

Снигерев Б.А. «Влияние пузырьков на структуру течения и трение в восходящем турбулентном газожидкостном потоке» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика, 19, № 2, с. 182-195 (2019)

Представлены результаты расчетного исследования локальной структуры восходящего газожидкостного потока в вертикальной трубе. Математическая модель основана на использовании двухжидкостного эйлерова подхода с учетом обратного влияния пузырьков на осредненные характеристики и турбулентность несущей фазы. Записываются уравнения сохранения массы и количества движения в виде уравнений Навье–Стокса, осредненных по Рейнольдсу для каждой фазы. Для турбулентных напряжений записываются соотношения в предположении гипотезы Буссинеска. Турбулентная вязкость для несущей жидкой фазы определяется с использованием двухпараметрической модели турбулентности, модифицированной для двухфазных сред. В уравнения для переноса кинетической энергии турбулентности и ее диссипации вводятся дополнительные слагаемые для кинетической энергии, вызванные пульсациями пузырьков. Движение дисперсной фазы определяется действием сил межфазного взаимодействия. В качестве основных сил рассматриваются следующие компоненты: сила Архимеда, сила сопротивления, присоединенная сила, вращательная сила Магнуса, пристеночная сила. Для описания распределения пузырьков по размерам в двухфазном потоке записывается уравнение для сохранения количества частиц, учитывающее процессы коалесценции и дробления. Для решения уравнения сохранения количества пузырьков применяется подход, основанный на методе фракций. Спектр распределения частиц по размерам делится на ряд фракций с фикcированными границами, при этом предполагается возможность обмена пузырьками между разными фракциями в результате коалесценции и дробления. В рамках этого метода распределение пузырьков по размерам аппроксимируется кусочно-равновероятным распределением, таким образом, задача описания спектра капель по размерам сводится к решению уравнений для объемных концентраций отдельных фракций. Численно исследовано влияние изменения степени дисперсности газовой фазы, объемного расходного газосодержания, скорости дисперсной фазы на локальную структуру и поверхностное трение в двухфазном потоке. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными показало, что разработанный подход позволяет адекватно описывать турбулентные газожидкостные течения в широком диапазоне изменения газосодержания и начальных размеров пузырьков.

Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика, 19, № 2, с. 182-195 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Козлов И.И., Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. «О различных модах автоколебаний в течениях с вентилируемой каверной и возможности их использования для формирования периодических импульсных струй» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 16-27 (2019)

Рассматривается задача о возникновении кавитационных автоколебаний при течении жидкости в магистрали с двумя сопротивлениями: первое сопротивление кавитатор, за которым образована искусственная вентилируемая каверна со средним давлением, большим атмосферного, через второе сопротивление происходит истечение жидкости и газа в атмосферу. Исследования показали, что частоты автоколебаний в основном определяются свойствами каверны и условиями истечения в атмосферу. Возникновение различных мод автоколебаний непосредственно связано с числом волн, образующихся вдоль длины каверны. Показано, что свойства напорного трубопровода, а также объем каверны влияют на моду кавитационных автоколебаний (при одинаковой геометрии и гидравлических параметрах течения наблюдалось до 4-х частотных мод). Ставится вопрос о возможности использования автоколебаний для создания на выходе пульсирующих струй. Представляется наиболее подходящим для создания импульсных струй режим первой моды, так как в этом случае колебания давления в каверне максимальны. С использованием экспоненциального сопла Войцеховского экспериментально получены режимы, где на выходе реализуется прерывистое струйное истечение жидкости.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 16-27 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Вачагина Е.К., Кадыйров А.И., Конахина И.А., Хуснутдинова Э.М. «Особенности гидродинамических полей в каналах с трехзаходной шнековой вставкой» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 28-37 (2019)

Использована винтовая система координат для математического описания ламинарных течений вязкой жидкости в каналах с длинными трехзаходными шнековыми вставками. Разработана математическая модель, в которой уравнения движения записаны в проекции на направления естественного базиса винтовой системы координат. На основе полученных численных результатов проанализированы распределения гидродинамических характеристик в каналах с длинными трехзаходными шнековыми вставками различной геометрией для чисел Рейнольдса до 806.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 28-37 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Гайфуллин А.М., Жвик В.В. «Взаимодействие двух противоположно закрученных затопленных струй» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 48-57 (2019)

Рассматривается задача о взаимодействии двух противоположно закрученных струй вязкой несжимаемой жидкости, бьющих из параллельных труб в затопленное пространство. С помощью численного решения определен сценарий слияния двух струй в одну. Показано, что на большом расстоянии от источников течение описывается автомодельным осесимметричным решением Ландау для одиночной незакрученной струи. Поле продольной завихренности вдали от источника также является автомодельным с комплексной степенью затухания. Обсуждается асимптотическая структура дальнего поля струи.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 48-57 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Аманбаев Т.Р. «Моделирование и расчет нестационарной фильтрации суспензии в тупиковом и открытом каналах с учетом диффузии дисперсных частиц и осадкообразования» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 70-82 (2019)

В рамках диффузионного приближения построена одномерная модель фильтрации суспензии в канале с учетом диффузии дисперсного компонента и осадкообразования. Система уравнений приведена к уравнению конвективной диффузии в интегро-дифференциальной форме. Полученное уравнение проинтегрировано численным методом. Установлены определяющие параметры поставленной задачи. Обсуждаются некоторые результаты расчетов, иллюстрирующие влияние диффузионных потоков частиц и определяющих параметров на динамику суспензии в канале. Анализируется поведение зависимости среднего потока фильтрата от времени при разных значениях определяющих параметров.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 70-82 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Афонина Н.Е., Громов В.Г., Левин В.А., Мануйлович И.С., Марков В.В., Хмелевский А.Н. «Исследование спектрального состава пульсаций тяги и давления газа в соплах с дефлектором» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 123-137 (2019)

Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования пульсаций силы тяги и давления газа на поверхности тяговой стенки в кольцевом и линейном двухщелевом соплах в условиях ламинарного режима течения. Эксперименты проведены в импульсной аэродинамической установке с использованием продуктов сгорания ацетилено-воздушной смеси в качестве рабочего газа. Расчеты выполнены на основе уравнений Навье–Стокса для многокомпонентной реагирующей газовой среды с использованием химически неравновесной термохимической модели. Представлено сравнение расчетного и измеренного спектрального состава пульсирующего давления газа в центре тяговой стенки кольцевого сопла. Установлены зависимости частоты и амплитуды колебаний давления в центре тяговой стенки и силы тяги от давления газа на входе и выходе сопла, от размера его критического сечения, а также формы дефлектора.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 123-137 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Никитин Н.В., Пиманов В.О., Попеленская Н.В. «К вопросу о механизме образования вторичных течений Прандтля 2-го рода» Доклады академии наук, 484, № 4, с. 420-425 (2019)

Численно исследовано турбулентное течение в трубе квадратного сечения. Изучены концентрированные продольные вихри, ответственные за возникновение вторичных течений. Показано, что продольные вихри образуются в результате нелинейного взаимодействия турбулентных пульсаций, в которых пульсации продольной компоненты завихренности специальным образом согласованы по фазе с пульсациями продольной компоненты скорости. Дана физическая интерпретация вскрытого механизма.

Доклады академии наук, 484, № 4, с. 420-425 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Остапенко В.В. «О применении уравнений Грина–Нагди для моделирования волновых течений с ондулярными борами» Доклады академии наук, 484, № 4, с. 426-430 (2019)

Базисные законы сохранения модели Грина–Нагди теории мелкой воды выводятся из двумерных интегральных законов сохранения массы и полного импульса, описывающих плоскопараллельное течение идеальной несжимаемой жидкости над горизонтальным дном. Этот вывод основан на понятии локального гидростатического приближения, которое обобщает понятие длинноволнового приближения и применяется для анализа применимости уравнений Грина–Нагди при моделировании волновых течений жидкости с ондулярными борами.

Доклады академии наук, 484, № 4, с. 426-430 (2019) | Рубрика: 08.11

 

Фомин В.М., Яковлев В.И. Энергообмен в сверхзвуковых газоплазменных течениях с ударными волнами (2017). 368 с.

Обобщены результаты расчетно-экспериментальных исследований ударных волн в газоразрядной плазме, ионизующих ударных волн в газе, а также ударно-волновые структуры сверхзвукового потока с оптическим пульсирующим разрядом. Особое внимание уделяется важной как в научном, так и в практическом отношении задаче об относит. роли плазменных и тепловых механизмов взаимодействия на структуру ударно-волновых течений. Рассмотрены фундаментальные вопросы структурной неустойчивости ионизующих ударных волн. На основе нетрадиционного подхода с учетом межчастичного энергообмена в неравновесной плазме выявлены возможные механизмы данного явления. Решена задача о формировании квазистационарной ударно-волновые структуры в сверхзвуковом потоке с различной динамикой пульсирующей лазерной плазмы в режимах лазерной искры и светодетонационной волны.

Энергообмен в сверхзвуковых газоплазменных течениях с ударными волнами (2017). 368 с. | Рубрики: 02 08.11 08.14