Гришанина Т.В., Русских С.В., Шклярчук Ф.Н. «Задача о термоупругих колебаниях стержня, соединенного с космическим аппаратом, при солнечном нагреве с учетом теплоизлучения» Механика композиционных материалов и конструкций, 23, № 2, с. 198-213 (2017)

Рассматриваются термоупругие изгибные колебания тонкостенного стержня с круговым поперечным сечением, соединенного упруго-вязким шарниром с космическим аппаратом и подвергающегося прямому солнечному излучению с учетом теплового потока, теряемого за счет внешнего излучения в космическое пространство, и лучистого теплообмена на внутренней поверхности оболочки стержня. Учитывается изменение углов падения солнечных лучей на поверхность стержня за счет его изгиба и поворота вместе с космическим аппаратом. Уравнение нестационарной теплопроводности тонкой цилиндрической оболочки стержня решается путем разложения тепловых потоков и температуры в ряд по косинусам в окружном направлении с удержанием только осесимметричной и антисимметричной гармоник, пренебрегая изменением температуры в осевом направлении. Оно приводится к двум связанным между собой и с перемещениями стержня нелинейным дифференциальным уравнениям первого порядка по времени для осесимметричной и антисимметричной составляющих температуры в рассматриваемом поперечном сечении стержня. Для решения нестационарной задачи термоупругости и теплопроводности стержня используется метод конечных элементов. При этом по длине конечного элемента изгиб аппроксимируется точным решением статической задачи, а температура – линейной функцией. Потенциальная энергия термоупругого изгиба конечного элемента стержня записывается через его поперечные перемещения, углы поворота и антисимметричные составляющие температуры на концах. При вычислении кинетической энергии вращения системы и относительных изгибных колебаний стержня с твердым телом на конце, стержень моделируется сосредоточенными массами и моментами инерции, приведенным к сечениям, разделяющие конечные элементы. Получена система нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений для неизвестных функций – угла поворота космического аппарата, поперечных перемещений, углов поворота, осесимметричных и антисимметричных составляющих температуры в расчетных сечениях конечно-элементной модели стержня. Выполнены расчеты динамического поведения системы при выходе ее из тени с оценками сходимости и устойчивости численного решения. Исследовано влияние теплоизлучения и некоторых упругих параметров стержня на колебания системы.

Знаменская И.А., Муратов М.И. «Визуализация эволюции тепловых полей при отражении ударной волны от торца канала ударной трубы» Письма в Журнал технической физики, 49, № 16, с. 42-46 (2023)

Проведена панорамная термографическая визуализация нестационарных тепловых полей при их регистрации на торцевой стенке прямоугольного канала ударной трубы. Исследована эволюция тепловых полей внешней поверхности торца после отражения ударной волны с числом Маха падающей волны M=1.5. Получены данные по распределению тепловых потоков в различные моменты времени в течение 4 s после отражения. Проанализировано влияние пограничного слоя на теплообмен в зоне за отраженной ударной волной. Ключевые слова: отраженная ударная волна, ударная труба, нестационарный тепловой поток, инфракрасная термография.

Кривошеев П.Н., Кузьмицкий В.В., Пенязьков О.Г. «Экспериментальные исследования процессов ускорения пламени и перехода горения в детонацию (обзор работ ИТМО НАН Беларуси)» Физика горения и взрыва, 59, № 4, с. 3-11 (2023)

Работа посвящена краткому обзору и систематизации результатов исследований процессов ускорения пламени и перехода горения в детонацию в круглых гладких трубах, выполненных за последние несколько лет в Институте тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова (Минск, Беларусь). Показаны и описаны все стадии процесса ускорения пламени, начиная от инициирования горения слабым источником и заканчивая возникновением детонации.

Федорова Н.Н. «Численное моделирование теплового запирания канала при горении водородно-воздушной смеси в сверхзвуковом потоке» Физика горения и взрыва, 59, № 4, с. 12-24 (2023)

Представлены результаты расчетов высокоскоростного реагирующего течения предварительно не перемешанной водородно-воздушной смеси в канале с резким расширением в форме уступов с поперечной инжекцией водородных струй. Расчеты проведены в пакете Ansys Fluent на основе решения трехмерных нестационарных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса, дополненных κ–θ SST моделью турбулентности и блоком уравнений детальной химической кинетики горения водорода в воздухе. Численно получено самовоспламенение водородно-воздушной смеси, переходящее в режим интенсивного горения с движением пламени от зоны воспламенения вверх по потоку. Показано, что горение происходит в толстых дозвуковых зонах, которые в местах повышенного тепловыделения смыкаются на оси канала, образуя тепловое горло. В результате формируется система прямых скачков уплотнения, которые отрывают пограничный слой от стенки канала. Возвратное течение переносит горячие продукты реакции по направлению к торцу уступа, в результате чего тепловое горло и скачки уплотнения смещаются навстречу потоку. Это приводит к выходу волны горения и ударной волны в инжекторную часть, при этом «выбитая» ударная волна объединяется с головным скачком перед струями, в результате чего канал запирается.