Завьялов Д.В., Конченков В.И., Крючков С.В. «Является ли кинковое решение нелинейного уравнения Клейна–Гордона солитоном?» Журнал технической физики, 89, № 10, с. 1473-1476 (2019)

Численно исследована возможность существования солитонного решения обобщенного уравнения синус-Гордона, известного так же как уравнение Крючкова–Кухаря. Это уравнение описывает распространение электромагнитных волн в сверхрешетке на основе графена. Оценены вычислительные ошибки, связанные с тем, что кинковое решение рассматриваемого уравнения задано неявно, а также исследовано изменение формы кинков, движущихся навстречу друг другу, до и после столкновения. На основе полученных результатов сделан вывод о том, что рассматриваемое кинковое решение не является солитоном. Ключевые слова: солитонное решение, уравнение Крючкова–Кухаря, коэффициент корреляции.

Павлов В.А., Павловский А.С., Семёнова Н.Г. «Нелинейные эффекты в поле вязких волн, возбужденном пластиной конечных размеров» Журнал технической физики, 89, № 10, с. 1500-1505 (2019)

Выполнено численное исследование нелинейных нестационарных полей скорости и давления вязкой несжимаемой жидкости вблизи колеблющейся абсолютно жесткой пластины бесконечно малой толщины и ограниченной длины в направлении колебаний. Показано, что ограничение размера пластины вдоль направления ее колебаний приводит к нелинейности задачи даже при малой амплитуде колебаний поверхности пластины. Исследованы поля скорости и давления при больших амплитудах колебаний пластины. Объяснено возникновение потоков вытеснения при колебании пластины бесконечно малой толщины и ограниченной длины. Исследован механизм формирования мгновенных вихревых движений в вязкой жидкости. Ключевые слова: вязкая волна, источник конечных размеров, число Маха, конвективное ускорение.

Храмцов П.П., Васецкий В.А., Грищенко В.М., Дорошко М.В., Черник М.Ю., Махнач А.И., Ших И.А. «Диагностика полей плотности фотометрическим теневым методом при гиперзвуковом обтекании конуса в легкогазовой баллистической установке» Журнал технической физики, 89, № 10, с. 1506-1512 (2019)

Предложен новый способ получения гиперзвуковых течений и представлены результаты экспериментального исследования гиперзвукового обтекания конусов с углами полураствора τ₁=3° и τ₂=12° при числах Маха набегающего потока M=18 (τ₁=3°) и 14.4 (τ₂=12°). Использование легкогазовой баллистической установки, в которой вместо канала разгона было установлено сопло Лаваля, позволило получить гиперзвуковой поток с высоким значением оптической плотности истекающего газа, достаточной для визуализации и диагностики течения оптическими методами. Визуализация картины течения производилась теневым методом ножа и щели. Теневые картины регистрировались с помощью высокоскоростной камеры Photron Fastcam с временем экспозиции 1 μs и скоростью съемки 300 000 fps. Число Маха для набегающего потока рассчитывалось по теневым картинам на основе угла наклона ударной волны. Ключевые слова: легкогазовая установка, гиперзвуковое течение, теневой метод, сопло Лаваля, число Маха.

Бекетаева А.О., Bruel P., Найманова А.Ж. «Детально-сравнительный анализ взаимодействия сверхзвукового потока с поперечной газовой струей при больших параметрах нерасчетности» Журнал технической физики, 89, № 10, с. 1513-1523 (2019)

Взаимодействие пространственного сверхзвукового турбулентного потока газа с вдуваемой перпендикулярно со стенки звуковой струей было широко изучено как численно, так и экспериментально. Однако основным недостатком этих исследований является отсутствие детализации образования и распространения вихревых структур, как для умеренных, так и больших параметров нерасчетности n (отношение давления в струе к давлению в потоке). Выполненное в данной работе исследование направлено на выявление и углубленное понимание механизмов образования вихрей за вдуваемой звуковой струи в сверхзвуковом натекающем потоке в зависимости от n с точки зрения повышения эффективности перемешивания струи и потока. Исходными являются трехмерные осредненные по Фавру уравнения Навье–Стокса, замкнутые κ-ω моделью турбулентности, решение которых осуществляется с помощью алгоритма, построенного на основе ENO-схемы третьего порядка аппроксимации. Показано присутствие известных из ряда теоретических работ вихревых структур: два противоположно вращающихся вихря перед струей; подковообразный вихрь; две пары, формирующиеся в зоне смешения между струей и потоком, одна из которых в следе за струей, одна по боковой линии струи. Определены параметры нерасчетности, при которых появляются дополнительные пары вихрей, где одна пара возникает на кромке диска Маха в результате взаимодействия замедленного потока струи за диском Маха с высокоскоростным восходящим потоком за бочкой, а вторая обусловлена взаимодействием восходящего потока струи с натекающим основным потоком газа. В результате сравнительного анализа выявлены параметры нерасчетности, при которых наблюдается четкая картина дополнительных роговых вихрей вблизи стенки в области за струей. Получен график зависимости угла наклона головного скачка уплотнения от параметра нерасчетности. Установлено удовлетворительное согласие распределения давления на стенке перед струей в плоскости симметрии с экспериментальными данными. Ключевые слова: численное моделирование, сверхзвуковое течение, совершенный газ, пограничный слой, уравнения Навье–Стокса, параметр нерасчетности, ударная волна.

Барышников А.С., Басаргин И.В., Безверхний Н.О., Бобашев С.В., Монахов Н.А., Попов П.А., Сахаров В.А., Чистякова М.В. «Изменение потенциала пространства в плазме тлеющего разряда при движении ударной волны» Журнал технической физики, 89, № 10, с. 1524-1528 (2019)

В экспериментах по взаимодействию ударной волны с тлеющим разрядом установлено, что движение ударной волны сопровождается увеличением потенциала плазмы разряда. Перед фронтом ударной волны наблюдается сравнительно малое изменение потенциала, а за фронтом – существенное. Меняющийся потенциал в плазме тлеющего разряда вызывает искажение тока двойного зонда. Предложен метод его коррекции, заключающийся в совместной обработке двух сигналов, полученных в отдельных опытах с различной площадью поверхности отрицательного электрода зонда. Метод позволяет определить ионный ток и изменение потенциала пространства. Ионный ток, определяемый концентрацией заряженных частиц, до прихода ударной волны в точку измерения остается неизменным. За фронтом волны наблюдается плавное увеличение ионного тока в отличие от скачкообразного изменения газодинамических параметров на фронте волны. Ключевые слова: тлеющий разряд, ударная волна, низкотемпературная плазма, электрический зонд.