Гапонов С.А., Терехова Н.М. «Устойчивость возмущений в сверхзвуковом пограничном слое сжимаемого газа с теплообменом на стенке» Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, № 1, с. 111-116 (2013)

В линейном и нелинейном приближении (слабонелинейная теория устойчивости) рассмотрено взаимодействие возмущений в пограничном слое сжимаемого газа при охлаждении поверхности. Рассмотрены режимы умеренных (число Маха М=2) и высоких (М=5.35) сверхзвуковых скоростей. Установлено, что охлаждение поверхности приводит к значительному изменению линейной эволюции возмущений: вихревые возмущения первой моды стабилизируются, а акустические возмущения второй моды дестабилизируются, степень изменения определяется степенью изменения температурного фактора. Нелинейное взаимодействие в трехволновых системах на высоких (М=5.35) сверхзвуковых режимах в пограничном слое сжимаемого газа осуществляется между волнами разной природы (акустическими и вихревыми) в режиме параметрического резонанса. Волной накачки выступает плоская акустическая волна, которая возбуждает трехмерные субгармонические компоненты вихревой природы. В тоже время подобные взаимодействия для вихревых волн при М=2 значительно ослабевают. Можно ожидать, что охлаждение поверхности приведет к затягиванию ламинарного режима при М=2 и ускорению турбулизации при М=5.35.

Гапонов С.А., Терехова Н.М. «Управление режимами течения при сверхзвуковом обтекании» Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, № 1, с. 117-122 (2013)

В линейном приближении рассмотрено влияние на линейную устойчивость изменений динамических и тепловых пограничных слоев сжимаемого газа при осуществлении различных способов управления режимами течения. Анализу подверглись пограничные слои при высоких сверхзвуковых скоростях. Рассмотрены следующие способы управления – градиентность внешнего потока, распределенный массообмен через пористую поверхность и теплообмен в виде нагрева или охлаждения обтекаемой поверхности. При М=5.35 в пограничных слоях могут сосуществовать возмущения разной природы – вихревые и акустические. Факторы, способствующие демпфированию вихревых мод – отрицательный внешний градиент, отсос и охлаждение, сопровождаются формированием более заполненных динамических пограничных слоев. Напротив, положительный градиент, вдув и нагрев утолщают эти слои и дестабилизирую вихревые возмущения. Акустические волны реагируют на изменения средних параметров по-разному – при внешнем градиенте и массообмене – однонаправлено с вихревыми, а при теплообмене – разнонаправлено. Это связано с противоположным формированием тепловых пограничных слоев. В работе подробно разобраны характеристики параметров пограничных слоев и возмущений. Приведены кривые нейтральной устойчивости и частотные разрезы, дающие представление об инкрементах возмущений. Информационные картины позволяют доказательно установить какие факторы приведут к затягиванию ламинарных режимов, а какие – к ускорению турбулизации.

Жилин А.А., Федоров А.В. «Описание экстракции влаги из зернистых насыпок под воздействием акусто-конвективного потока» Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, № 1, с. 200-203 (2013)

Обобщена математическая технология, основанная на использовании уравнения диффузии записанного в цилиндрической системе координат и примененная ранее при моделировании процесса экстракции влаги из зернистого силикагеля, для случая описания осушения неошелушенного корейского риса. Определен коэффициент диффузии для неошелушенного корейского риса, что позволило воссоздать динамику распределения влаги в цилиндрической засыпке. Проведенные численные расчеты для различных значений начальной влажности удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, полученными при сушке неошелушенного риса в акусто-конвективной сушилке ИТПМ СО РАН. Качественно и количественно продемонстрирована значительная интенсификация процесса акусто-конвективной сушки по сравнению с естественной сушкой.

Губайдуллин А.А., Губкин А.С. «Поведение пузырьков в кластере при акустическом воздействии» Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, № 1, с. 363-367 (2013)

Поведение в волнах сжатия отдельного пузырька в коллективе пузырьков может отличаться от поведения одиночного пузырька в безграничной жидкости за счет коллективного гидродинамического взаимодействия. Приведена математическая модель, описывающая динамику системы пузырьков изменяющихся радиусов в безграничной жидкости с учетом ее сжимаемости и вязкости, а также учитывающая гидродинамическое взаимодействие между пузырьками. Теплообмен газовых пузырьков с жидкостью учтен в рамках двухтемпературной схемы. Приведено выражение для потока тепла к единице поверхности пузырька, позволяющее описывать теплообмен газовых пузырьков с жидкостью в достаточно широком диапазоне значений давлений и температур жидкости. Выполнено численное моделирование нелинейной динамики пузырьковых кластеров различных конфигураций при воздействии на них волны сжатия и периодического возмущения различной частоты. Исследовано поведение в волнах сжатия отдельного пузырька в коллективе пузырьков. Показано, что в определенных условиях для некоторых пузырьков достигаются значительные степени сжатия и, как следствие, высокие давления и температуры. На примере кластера из трех вложенных додекаэдров линейного кластера показано, что конфигурация кластера может оказывать сильное влияние на его динамику.