Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.15 Колебания тел и структур в потоке, аэроупругость

 

Сайпракаш М., Сентилкумар С., Кадамсунил Г., Сингх Пракаш Рампратап, Шанмугам В., Балу Г. «Исследование обтекания тонких тел при гиперзвуковых числах Маха» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 110-116 (2021)

В ударной трубе экспериментально исследовано гиперзвуковое обтекание модели с целью определения степени ее нагрева и давления на ее поверхности. Эксперименты выполнены при числе Маха M=6.5 и полной энтальпии 1.2 мДж/кг. Толкающим газом был гелий, а рабочим газом – воздух. Эффективное время эксперимента в ударной трубе составляло 3.5 мс. Степень нагрева испытуемой модели определялась при помощи датчиков, металлизированных методом вакуумного напыления; измеренные значения находятся в хорошем соответствии с результатами численного моделирования. Результаты измерений давления также хорошо совпадают с результатами численных расчетов.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 110-116 (2021) | Рубрики: 04.14 08.15

 

Сянцзюнь Шань, Фанцзинь Сунь «Эволюция чередуюшейся структуры течения в просвете между тандемом цилиндров и ближнем следе за ними» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 3-15 (2021)

Эволюция структуры течения в просвете между двумя расположенными тандемом цилиндрами и в ближнем следе за ними, происходящая в режиме чередования, исследована при помощи разрывного метода Галеркина высокого порядка. Нестационарные поля течения, завихренности и давления, а также нестационарные окружные распределения давления и распределения продольной скорости вдоль центральной линии следа изучены при числе Рейнольдса 200 и безразмерном расстоянии между цилиндрами, равном 2.3. Результаты исследования показывают, что течение в просвете между цилиндрами происходит в чередующемся режиме, образуя при взаимодействии с квазистатическими вихрями либо одностороннее, либо двустороннее присоединение оторвавшегося сдвигового слоя. Кроме того, под влиянием течения в просвете за задним цилиндром образуется ближний вихревой след, который существенным образом влияет на длину циркуляционной зоны. В заключение обсуждается физический механизм присоединения сдвигового слоя и образования течения в просвете в рассмотренном чередующемся режиме.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 3-15 (2021) | Рубрики: 04.15 08.15

 

Селезнев Р.К. «Исследование структуры течения в модельном воздухозаборнике ГПВРД с поперечной подачей водородного топлива в сверхзвуковой поток» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 30-38 (2021)

Исследуется течение с горением внутри канала модельного воздухозаборника ГПВРД с поперечной подачей водородного топлива с нижней стенки. Получены поля концентрации OH и давления, которые качественно повторяют структуру течения, наблюдаемую в эксперименте. Выделено несколько различных механизмов образования ударных волн в исследуемой экспериментальной установке. Получено удовлетворительное количественное согласие с результатами расчетов других авторов при анализе структуры топливной струи. Показано, что ударно-волновая структура существенно влияет на интенсификацию горения.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 30-38 (2021) | Рубрики: 04.15 08.15

 

Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В., Корнилов В.И., Крюков А.В., Садовский И.А. «Управление ламинарно-турбулентным переходом на крыловом профиле путем распределенного отсоса через мелкоперфорированную поверхность» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 4, с. 28-54 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния распределенного отсоса через перфорированный вкладыш на пространственное развитие возмущений пограничного слоя прямого крыла. Обнаружено, что распределенный отсос снижает в 10 раз интенсивность естественных возмущений пограничного слоя и в 20 раз интенсивность искусственных возмущений, генерируемых внешним акустическим полем. Спектральный анализ возмущений показал, что отсос снижает интенсивность высокочастотных пульсаций как для естественных, так и для вынужденных возмущений. Найдено, что распределенный отсос воздействует на среднее течение – при включенном отсосе устраняется отрыв пограничного слоя вблизи задней кромки крыла. Ключевые слова пограничный слой, линейная устойчивость, волны Толлмина–Шлихтинга, распределенный отсос, спектр возмущений

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 4, с. 28-54 (2019) | Рубрики: 08.08 08.15

 

Катасонов М.М., Грек Г.Р., Козлов В.В., Корнилов В.И., Крюков А.В., Садовский И.А. «Управление нелинейной стадией ламинарно-турбулентного перехода на крыловом профиле путем распределенного отсоса через мелкоперфорированную поверхность» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 2, с. 25-49 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния распределенного отсоса через перфорированный вкладыш на пространственное развитие возмущений пограничного слоя прямого крыла на нелинейной стадии их развития. Обнаружено, что распределенный отсос снижает интенсивность интегральных пульсаций для естественных возмущений в 90 раз. Спектральный анализ возмущений показал уменьшение интенсивности высокочастотных пульсаций в узкой полосе частот на два порядка для естественных и для вынужденных возмущений, генерируемых внешним акустическим полем. Распределенный отсос воздействует на среднее течение: при включенном отсосе устраняется турбулентное состояние пограничного слоя, отрыв вблизи задней кромки крыла смещается ниже по потоку и устанавливается ламинарное течение в пограничном слое. Ключевые слова пограничный слой, нелинейная стадия, устойчивость, волны Толлмина–Шлихтинга, распределённый отсос, спектр возмущений

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 2, с. 25-49 (2020) | Рубрики: 08.08 08.15

 

Колесников А.Ф., Щелоков С.Л. «Анализ условий моделирования аэродинамического нагрева в дозвуковых струях высокоэнтальпийного воздуха ВЧ-плазмотрона ВГУ-4» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 91-96 (2021)

Установлены область в координатах "полная энтальпия–давление торможения" и соответственно границы скорости и высоты входа тела с радиусом затупления носка 1 м, для которых возможно выполнение необходимых условий локального моделирования теплопередачи к точке торможения в дозвуковых струях высокоэнтальпийного воздуха при применении цилиндрических моделей с плоским носком диаметра 20–140 мм. Определен участок траектории входа в атмосферу экспериментального европейского аппарата IXV, для которого возможно локальное моделирование конвективного нагрева окрестности носка радиуса 1 м на ВЧ-плазмотроне ВГУ-4.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 91-96 (2021) | Рубрики: 08.08 08.15

 

Синькова О.Г., Стаценко В.П., Янилкин Ю.В. «Расчетно-теоретическое исследование взаимодействия ударной волны с зоной турбулентного перемешивания, происходящего на плоской границе воздух–аргон в экспериментах на ударной трубе» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 5-15 (2020)

Описаны постановка и результаты расчетов по методике ЭГАК (эйлеров газоаэродинамический комплекс) взаимодействия ударной волны с зоной турбулентного перемешивания, которая развивается на плоской в начальный момент контактной границе, разделяющей воздух и аргон. Исследование проведено с использованием как прямого численного трехмерного моделирования, так и двумерной k-ε-модели турбулентности. Выполнено сравнение с результатами экспериментов, в которых наблюдались расширение и расслоение ударной волны при ее распространении после прохождения зоны турбулентного перемешивания. Проведены расчеты с использованием k-ε -модели и с учетом наличия пограничного слоя, позволившие объяснить данный эффект.

Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 5-15 (2020) | Рубрики: 08.10 08.15

 

Лысенко В.И., Гапонов С.А., Смородский Б.В., Косинов А.Д., Ярославцев М.И. «Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на сублимирующей поверхности» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 1, с. 42-61 (2020)

Проведено теоретическое исследование характеристик сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине при числе Маха M=2 в условиях сублимации поверхности. В качестве материала для сублимирующего покрытия выбран нафталин (C10H8). Расчеты показали, что с повышением температуры поверхности при увеличении температуры торможения потока массовый расход испарения нафталина растет. Проведенные по линейной теории устойчивости расчеты показали, что увеличение испарения материала покрытия приводит к заметному уменьшению локальных скоростей роста неустойчивых возмущений пограничного слоя. Обнаружено, что стабилизация пограничного слоя сублимацией покрытия обтекаемой поверхности происходит при увеличении температуры сублимирующего покрытия, достигая максимума вблизи температуры тройной точки вещества покрытия. Проведенные эксперименты подтвердили стабилизирующее влияние сублимации поверхности. Ключевые слова сверхзвуковой пограничный слой, гидродинамическая устойчивость, ламинарно-турбулентный переход, бинарная газовая смесь, сублимация

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 1, с. 42-61 (2020) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Афанасьев Л.В., Косинов А.Д., Ермолаев Ю.Г., Семёнов Н.В. «К взаимосвязи возмущений свободного сверхзвукового потока с возмущениями пограничного слоя при числе Маха 2» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 2, с. 50-60 (2020)

Проведено экспериментальное исследование влияния пульсаций свободного сверхзвукового потока на пульсации пограничного слоя плоской пластины с острой кромкой с использованием новой трехканальной термоанемометрической системы измерений. Получены пространственно-временные распределения коэффициента корреляции по сечениям пограничного слоя, а также в области ламинарно-турбулентного перехода. Ключевые слова эксперимент, сверхзвуковые течения, термоанемометр постоянного сопротивления, коэффициент корреляции, взаимосвязь

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 2, с. 50-60 (2020) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Кочарин В.Л., Семёнов Н.В., Косинов А.Д., Яцких А.А., Шипуль С.А., Ермолаев Ю.Г. «Экспериментальное исследование влияния единичного числа Рейнольдса на положение ламинарно-турбулентного перехода на крыле с дозвуковой передней кромкой при числе Маха 2» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 44-52 (2021)

Проведены экспериментальные исследования влияния единичного числа Рейнольдса на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой при числе Маха 2. Эксперименты выполнены на модели скользящего крыла с углом скольжения передней кромки 72° и задней кромки 58° с 3% профилем у основания. Полученные термоанемометрические данные показали, что ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой наступает раньше (≈25–30%), чем на модели со сверхзвуковой передней кромкой при одних и тех же параметрах набегающего потока. Показано, что изменение единичного числа Рейнольдса набегающего потока слабо влияет на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 44-52 (2021) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Садовский И.А., Катасонов М.М., Павленко А.М. «Исследование развития локализованных возмущений в пограничном слое плоской пластины в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока за уступом поверхности» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 65-80 (2021)

В аэродинамической трубе на плоской пластине в отрывном течении за прямоугольным уступом исследовано возникновение и развитие локализованных возмущений, порождаемых низкочастотными импульсными отклонениями локального участка обтекаемой потоком поверхности в условиях низкой и повышенной степени турбулентности набегающего потока. Результаты получены методом термоанемометрии при малой дозвуковой скорости потока. Установлено, что импульсные отклонения стенки генерируют возмущения, представляющие собой так называемые полосчатые структуры и волновые пакеты колебаний. Отрыв ламинарного пограничного слоя ускоряет нарастание волновых пакетов с последующей турбулизацией пристенного течения. Выявлены особенности поведения локализованных возмущений в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 65-80 (2021) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Яцких А.А., Панина А.В., Кочарин В.Л., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семёнов Н.В. «Экспериментальные исследования влияния периодической модуляции течения на развитие возмущений в пограничном слое скользящего крыла при числе Маха 2,5» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 81-90 (2021)

Приводятся результаты экспериментальных исследований влияния периодической модуляции течения на развитие естественных возмущений и искусственных локализованных волновых пакетов в пограничном слое скользящего крыла с углом скольжения передней кромки 40° при числе Маха М=2,5. Пограничный слой модулировался с помощью периодических шероховатостей на поверхности модели. Искусственные волновые пакеты генерировались импульсным тлеющим разрядом. Измерения термоанемометром показали, что по условиям экспериментов периодическая модуляция пограничного слоя приводит к стабилизации развития контролируемых локализованных возмущений и к усилению роста естественных возмущений.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 81-90 (2021) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Маракасов Д.А., Банах В.А., Сухарев А.А. «Восстановление пространственного распределения средней плотности воздуха в сверхзвуковой струе на основе результатов лазерного просвечивания» Оптика атмосферы и океана, 34, № 2, с. 101-106 (2021)

Рассматривается возможность восстановления пространственного распределения средней плотности воздуха в сверхзвуковой струе из результатов лазерного просвечивания. Показано, что для аксиально-симметричных потоков процедура восстановления может быть проведена на основе преобразований Абеля по результатам измерений локальных наклонов волнового фронта. Разработан алгоритм восстановления средней плотности воздуха в среде из поперечных относительно оси струи отклонений фронта просвечивающей волны. Алгоритм протестирован в экспериментах на вертикальной струйной установке ИТПМ СО РАН. Результаты хорошо согласуются как с известными из литературы данными контактных измерений, так и с численным решением гидродинамической задачи.

Оптика атмосферы и океана, 34, № 2, с. 101-106 (2021) | Рубрика: 08.15

 

Гапонов С.А., Смородский Б.В. «Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на поверхности с сублимирующим покрытием» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 347-355 (2020)

Представлены результаты теоретического исследования характеристик сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине в потоке воздуха при числе Маха M=2 в условиях сублимации поверхности. В качестве материала сублимирующего покрытия был выбран нафталин (C10H8 ). Расчеты показали, что с увеличением температуры поверхности массовый расход испарения нафталина также увеличивается. Это приводит к снижению температуры стенки по сравнению со случаем обтекания плоской пластины без сублимации. Большой молекулярный вес нафталина по сравнению с молекулярной массой воздуха и понижение температуры поверхности вследствие испарения материала стенки обуславливают увеличение плотности бинарной смеси, состоящей из воздуха и пара сублиманта, вблизи стенки. Такое изменение профилей пограничного слоя приводит к заметному уменьшению локальных скоростей роста неустойчивых возмущений, что подтверждается проведенными расчетами по линейной теории устойчивости. Обнаружено, что стабилизация пограничного слоя происходит при увеличении температуры сублимирующего покрытия и достигает максимума вблизи температуры тройной точки вещества покрытия. Проведены оценки чисел Рейнольдса перехода в соответствии с методом eN , показавшие принципиальную возможность увеличения продольной протяженности ламинарного пограничного слоя на модели с сублимирующим покрытием поверхности.

Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 347-355 (2020) | Рубрика: 08.15

 

Сидняев Н.И. «Обтекание вогнутой стенки истекающим из сопла сверхзвуковым потоком» Инженерно-физический журнал, 93, № 6, с. 1603-1611 (2020)

Решена задача о натекании струи на вогнутую стенку произвольной конфигурации. Предложен теоретический метод расчета потока при взаимодействии нерасчетной сверхзвуковой струи с плоской и с криволинейной стенками. Представлены результаты измерения давления и расчеты газодинамических параметров течения на поверхности криволинейной преграды и в пристеночной области струи. Выявлены наиболее характерные области течения, представляющие интерес при решении ряда задач и составлении физических и математических моделей. Описаны определяющие параметры течения в струях и сформулированы условия их подобия в зависимости от основных геометрических характеристик струй. Показано, что различие между сверхзвуковыми струями, обтекающими криволинейную стенку и плоскую стенку, связано с различием между давлениями на внешней и внутренней границах этих струй. С использованием формул теории косого скачка определены угол наклона нерасчетной сверхзвуковой струи и ее газодинамические параметры на всех участках криволинейной стенки.

Инженерно-физический журнал, 93, № 6, с. 1603-1611 (2020) | Рубрика: 08.15

 

Ефимов К.Н., Лобода Е.Л., Овчинников В.А., Якимов А.С. «Математическое моделирование воздействия колебаний затупленного по сфере конического тела на сопряженный тепломассообмен в его покрытии» Инженерно-физический журнал, 94, № 1, с. 136-145 (2021)

Рассмотрено влияние колебаний затупленного по сфере конического тела на сопряженный тепломассообмен в его теплозащитном покрытии при термохимическом разрушении материала конической части тела в процессе его высокоэнтальпийного обтекания. Представлены результаты численного исследования пространственного сверхзвукового обтекания такого тела, совершающего колебательное движение в плоскости тангажа. Ключевые слова: теплозащитный материал, сопряженный тепломассообмен, колебания, угол атаки, сверхзвуковой поток

Инженерно-физический журнал, 94, № 1, с. 136-145 (2021) | Рубрика: 08.15

 

Захаров В.М., Ищенко А.Н. «Регистрация быстропротекающих процессов при ударном разрушении емкости, заполненной жидкостью» Инженерно-физический журнал, 94, № 1, с. 180-194 (2021)

Разработана методика эксперимента для регистрации явлений при ударном разрушении емкости с жидкостью. Регистрация явлений производилась рентгеноимпульсными аппаратами и высокоскоростной киносъемкой. Распространение волн сжатия в жидкости фиксировалось с помощью пузырьков-маркеров в виде воздушных завес в массиве жидкости. Давление в волне сжатия определялось датчиком на основе кристалла арсенида галия. Исследованы особенности явлений, возникающих при разрушении емкости с жидкостью высокоскоростным ударником. Установлены зависимости развития каверны в жидкости, закон движения ударника, зависимость давления от времени и затухание давления в жидкости. Полученные зависимости позволяют определить объективные физические данные о явлениях в ударно нагружаемых емкостях и решить вопрос о прочности емкости с жидкостью. Ключевые слова: замкнутый объем жидкости, высокоскоростной ударник, каверна, воздушный пузырек-маркер, ударные явления, волна сжатия, разрушение

Инженерно-физический журнал, 94, № 1, с. 180-194 (2021) | Рубрика: 08.15

 

Гайфуллин А.М., Накрохин С.А. «Обтекание сжимаемым газом пластины с движущейся против потока поверхностью» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 47-51 (2021)

Получено численное решение задачи о течении сжимаемого газа около пластины с движущейся против потока поверхностью. Обсуждаются неустойчивые периодические по времени и устойчивые стационарные решения данной задачи. На трансзвуковых скоростях был получен новый тип нестационарного периодического течения, при котором изменяющиеся характеристики оказываются интегрально несимметричными.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 47-51 (2021) | Рубрика: 08.15

 

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Сятковский А.И. «Исследования эффективности металл-полимерных вибропоглощающих покрытий с тонким армирующим слоем» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 70-74 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования эффективности армированных вибропоглощающих покрытий, содержащих тонкий вязкоэластичный полимерный слой с высокой демпфирующей способностью и армирующие слои различной толщины. Проведены измерения вибровозбудимости стальных пластин в отсутствие или при наличии вибропоглощающего покрытия на их поверхности. Показано, что нанесение исследуемого покрытия позволяет значительно уменьшить вибрацию и звукоизлучение пластинчатых элементов конструкций.

Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 70-74 (2020) | Рубрика: 08.15

 

Серебрянский А.И., Шуваев А.Ю., Ермаков М.Ю. «Метрологические обеспечение бортовых систем контроля вибрации» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 38-41 (2021)

Обозначены высокие нагрузочно-скоростные режимы работы современных самолетов, откуда возникает необходимость регистрации и контроля свободных и вынужденных колебаний оперения планера самолета. Дан краткий анализ видов колебаний. Все виды сложных вибраций представлены как совокупность простых гармонических колебаний. Предложена приборно-аппаратная последовательность бортового контроля вибрации, состоящая из вибропреобразователя, электронного блока, сигнализации и указателя величины вибрации.

Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 38-41 (2021) | Рубрики: 10.06 08.15

 

Гайфуллин А.М., Хайруллин К.Г. «Управление бафтингом с помощью движущейся поверхности» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 91-99 (2020)

Представлены результаты численного моделирования управления трансзвуковым пограничным слоем на сверхкритическом профиле крыла гражданского самолета с помощью движущегося участка поверхности профиля. Показана эффективность управления в режиме трансзвукового бафтинга.

Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 91-99 (2020) | Рубрики: 04.01 08.15

 

Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. «Влияние колебательного возбуждения газа на положение зоны ламинарно-турбулентного перехода на пластине» Прикладная механика и техническая физика, 62, № 1, с. 14-21 (2021)

С использованием eN-метода для двух распространенных режимов течения сверхзвукового пограничного слоя при значении числа Маха M=4,5 исследовано влияние термической неравновесности на ламинарно-турбулентный переход. Набор актуальных частот пространственных возмущений определялся по нейтральным кривым для временных возмущений. Для выбранных частот рассчитывались семейства кривых N-факторов, по огибающим которых при заданном факторе перехода NT определялось число Рейнольдса перехода ReδT. Результаты расчетов показывают, что при NT=8 и уровне колебательного возбуждения, при котором не происходит диссоциация, зона перехода сдвигается вниз по потоку на 12–14% относительно зоны перехода в совершенном газе.

Прикладная механика и техническая физика, 62, № 1, с. 14-21 (2021) | Рубрики: 04.01 08.15

 

Цзянь Инь, Тао Цзя, Ди Гао «Численное исследование обтекания группы цилиндров при малых числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 97-109 (2021)

Численно исследовано обтекание группы семи разнесенных цилиндров. С этой целью уравнения Навье–Стокса для двумерного течения несжимаемой жидкости решаются методом конечных элементов при числе Рейнольдса 200 и в диапазоне безразмерных расстояний между цилиндрами L/D=1.1–5. В соответствии с характерными гидродинамическими параметрами обтекания и расположением вихревых дорожек, можно выделить три существенно различные формы течения в следе за телами, а именно, режим обтекания системы как единого тупого тела (1.1<L/D<1.5), режим отклоняющегося потока (1.5<L/D<3) и режим вихревого соударения (3<L/D<5). Для более глубокого исследования характерных особенностей упомянутых режимов течения проанализированы изменения гидродинамических сил, действующих на семь цилиндров, механизмы, определяющие эти изменения, и структуры следов. Результаты этого анализа показывают, что в разных упомянутых режимах течение в просвете между телами по-разному влияет на изменение гидродинамических характеристик. Показано, что изменение структуры следа тесно связано с переменой режима обтекания.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 97-109 (2021) | Рубрики: 04.12 08.15

 

Хуссаин Л., Хан М.М. «Пассивное регулирование схода вихрей и уменьшения сопротивления при ламинарном обтекании кругового цилиндра в канале с волнообразной стенкой» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 117-136 (2021)

Численно моделируется ламинарное обтекание кругового цилиндра несжимаемой жидкостью в канале с участком в виде волнообразной профилированной стенки для изучения возможности уменьшения сопротивления и подавления схода вихрей в диапазонах чисел Рейнольдса 50≤Re≤280 и коэффициентов загромождения рабочего сечения 0.5≤D/H≤0.9, где D – диаметр цилиндра и H – высота канала. Установлено, что оптимальная конфигурация участка волнообразной стенки имеет амплитуду 0.2≤D и длину волны 4≤D. Оптимизация проявляется в минимальном значении коэффициента сопротивления и полном подавлении схода вихрей (нулевой коэффициент подъемной силы). Течение около цилиндра с оптимальным участком волнообразной стенки порождает устойчивую пару вихрей в следе за цилиндром. Длина пары вихрей в следе растет при возрастании числа Рейнольдса и уменьшении коэффициента загромождения рабочего сечения. Сопротивление цилиндра уменьшается, когда длина пары вихрей возрастает из-за раннего отрыва потока и уменьшения сопротивления из-за перепада давления. При D/H=0.5 коэффициент лобового сопротивления уменьшается на 36% по сравнению с каналом с плоским участком стенки. Коэффициент лобового сопротивления убывает в канале с участком волнообразной стенки примерно на 67% для D/H=0.7 и на 94% при D/H=0.9. Коэффициент подъемной силы остается нулевым при всех значениях числа Рейнольдса и коэффициента загромождения рабочего сечения, что указывает на полное подавление схода вихрей.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 117-136 (2021) | Рубрики: 04.12 08.15