Кондрашов Д.А., Ефимов В.Г., Галахов А.Н., Финажин А.В., Охотникова А.Н. «Реализация ультразвукового метода определения скорости перемещения фронта горения в процессе огневых стендовых испытаний» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 157-160 (2019)

Скорость перемещения получена расчетным путем, используя данные от электронного модуля ультразвукового (УЗ) низкочастотного дефектоскопа в комплекте с УЗ преобразователями и информацию о геометрии прохождения УЗ сигнала. Определение толщины горящего свода основано на измерении времени прохождения УЗ сигнала от внешней поверхности корпуса изделия до поверхности горения и зеркально отраженного сигнала от поверхности горения до корпуса.

Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Козлов Г.В., Вихорев В.В. «Особенности диффузионного горения микроструи водорода при различной пространственной ориентации выходного сопла с ударным профилем скорости на его срезе» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 1, с. 66-78 (2017)

Экспериментально исследованы особенности диффузионного горения круглой микроструи водорода, истекающей из микросопла с ударным профилем скорости на его срезе, в зависимости от пространственной ориентации выходного сопла. Обнаружено, что в условиях направленности вектора скорости истечения микроструи обратной и перпендикулярной направленности вектора земной гравитации (g) основные характеристики развития пламени в зависимости от расхода (Q) газа (или скорости (U) истечения микроструи) достаточно близки друг к другу. К этим характеристикам относятся диапазоны наличия области перетяжки пламени, отрыва пламени при наличии этой области, диапазоны наличия области перетяжки пламени, но в отсутствие горения турбулентной части микроструи и моменты прекращения горения микроструи. Наоборот, в ситуации диффузионного горения водорода в круглой микроструе при направлении вектора скорости истечения струи, совпадающем с направлением вектора ускорения земной гравитации (g), основные характеристики развития пламени в зависимости от скорости истечения струи резко отличаются от двух предыдущих случаев. Сокращается диапазон существования области перетяжки пламени, отрыв пламени происходит в отсутствие этой области, полностью отсутствуют ситуации горения в области перетяжки пламени при наличии отрыва турбулентного пламени и прекращения горения турбулентной области микроструи, момент полного прекращения горения микроструи происходит при значительно большей скорости ее истечения.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Козлов Г.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г. «Экспериментальное исследование диффузионного горения круглой микроструи водорода при ее зажигании вдали от среза сопла» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 3, с. 60-71 (2017)

Представлен сценарий дозвукового диффузионного горения круглой микроструи водорода при ее зажигании вдали от среза сопла. Обнаружена стабилизация процесса сверхзвукового диффузионного горения микроструи водорода при ее зажигании вдали от среза сопла по причине отсутствия связи между пламенем и выходным микросоплом, т. е. отсутствием нагрева последнего. Показано, что отсутствие нагрева микросопла по причине приподнятости пламени приводит к реализации сверхзвукового механизма горения микроструи водорода, характеризуемого исчезновением «области перетяжки пламени», отрывом пламени и наличием сверхзвуковых бочек. Установлено, что одним из факторов, стабилизирующих сверхзвуковое горение, является наличие сверхзвуковых бочек как в струе, так и в пламени.

Вихорев В.В., Грек Г.Р., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г. «Диффузионное горение круглой струи водорода, истекающей из криволинейного канала с вихрями Дина» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 3, с. 72-82 (2017)

Представлены результаты экспериментальных исследований горения круглой струи водорода, истекающей из криволинейного микросопла с вихрями Дина. Обнаружено наличие «области перетяжки пламени», как и в ситуациях горения микроструй водорода, истекающих из прямолинейных круглых и плоских микросопел. Показано, что взаимодействие кольцевых вихрей Кельвина–Гельмгольца с вихрями Дина приводит как к искажению самой области перетяжки пламени, так и к искривлению фронта градиента плотности между ламинарным горением водорода в области перетяжки пламени и его турбулентным горением. Установлено, что с ростом скорости истечения микроструи можно наблюдать искажение области турбулентного пламени еще при наличии области перетяжки пламени. Показано, что позиция этого искажения находится в районе максимальной скорости в профиле скорости на срезе сопла и что данное искажение явно связано с воздействием вихрей Дина и кольцевых вихрей. Дальнейший рост скорости истечения микроструи приводит к исчезновению области перетяжки пламени, и пламя постепенно отрывается от среза сопла, но искажение области турбулентного пламени сохраняется. Исчезновение области перетяжки пламени и отрыв пламени от среза сопла указывают на переход дозвукового диффузионного горения микроструи водорода с вихрями Дина к сверхзвуковому горению и возможному появлению сверхзвуковых бочек.

Прохоров Е.С. «Возбуждение ударной волны при преломлении детонации на диффузионно размытой границе реагирующего газа с инертным» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 3, с. 100-106 (2017)

Численно решена нестационарная задача о возбуждении газовой детонацией плоской ударной волны в трубе. Рассмотрен случай, когда область перемешивания реагирующего и инертного газов, заполняющих закрытую с одного конца трубу, имеет конечные размеры. Изучено влияние ширины области перемешивания на интенсивность и закон затухания возбуждаемых ударных волн. Без учета энергопотерь решение задачи определяется одним безразмерным параметром, равным отношению объема газовой смеси в области перемешивания к объему реагирующего газа, находящегося в трубе перед инициированием детонации. При варьировании этого параметра в диапазоне от 0 до 2 максимальное значение для числа Маха ударной волны в инертном газе (воздухе) уменьшается на 20%. Установлено, что закон спада скорости фронта ударной волны можно приближенно описать зависимостью, соответствующей выводам из теории точечного взрыва для случая плоских адиабатических движений газа.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г., Вихорев В.В. «Диффузионное горение круглой микроструи водорода при до- и сверхзвуковой скорости истечения из сопла» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 13, № 2, с. 37-52 (2018)

Проведено экспериментальное исследование диффузионного горения круглых микроструй водорода на до- и сверхзвуковой скорости. В результате экспериментальных исследований получены следующие результаты. Впервые представлено четыре сценария диффузионного горения круглой микроструи водорода, включая «сверхзвуковое горение» при наличии сверхзвуковых ячеек как по воздуху, так и по водороду. Установлено, что стабилизация дозвукового горения микроструи водорода связана с наличием «области перетяжки пламени», а «сверхзвукового горения» микроструи – с наличием сверхзвуковых ячеек. Обнаружен гистерезис процесса диффузионного горения круглой микроструи водорода в зависимости от способа поджигания микроструи (вблизи или вдали от среза сопла) и направления изменения скорости ее истечения (роста или уменьшения). Показано, что «сверхзвуковое диффузионное горение» круглой микроструи водорода с наличием сверхзвуковых ячеек по водороду реализуется в диапазоне диаметров выходного отверстия от 0,25 до 1 мм.

Гольдфельд М.А., Старов А.В. «Реализация течения в гиперзвуковом воздухозаборнике с пространственным сжатием» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 1, с. 51-62 (2019)

Представлены результаты численного и экспериментального исследования гиперзвукового воздухозаборника с пространственным сжатием и компактным сечением внутреннего канала. Уменьшение площади поверхностей канала упрощает теплозащиту воздухозаборника и камеры сгорания. Экспериментальные исследования проведены в аэродинамической трубе периодического действия при числах Маха М∞=2–6. Получены распределения давления на поверхностях сжатия и в канале воздухозаборника, определены коэффициенты восстановления полного давления и расхода, числа Маха в горле воздухозаборника. Выяснено влияние боковых щек и щелей слива пограничного слоя. Определено, что в конвергентном воздухозаборнике реализуются существенно более высокие степени сжатия, чем в двумерном воздухозаборнике при меньшем сопротивлении. Установлено, что на основе решения трехмерных уравнений Эйлера и пограничного слоя можно надежно предсказывать характеристики воздухозаборника на нерасчетных режимах и определять структуру течения.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. «Особенности горения круглой микроструи водорода в спутной струе воздуха» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 2, с. 21-34 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей горения круглой микроструи водорода в спутной коаксиальной струе воздуха. Показано, что сценарий горения связан с наличием «области перетяжки пламени», и данный факт коррелирует с аналогичными сценариями диффузионного горения микроструи водорода на дозвуковой скорости, исследованными нами ранее. Обнаружено, что сферическая форма области перетяжки пламени трансформируется в цилиндрическую форму. Установлено, что горение круглой микроструи водорода в спутной коаксиальной струе воздуха на сверхзвуковой скорости сопровождается наличием сверхзвуковых ячеек как в микроструе водорода, так и в спутной струе воздуха. Сверхзвуковое горение круглой микроструи водорода в спутной коаксиальной струе воздуха связано с отрывом пламени от среза сопла.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. «Особенности горения круглой микроструи водорода в спутной струе смеси воздуха и нанопорошка» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 2, с. 35-45 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований горения круглой микроструи водорода в спутной струе смеси воздуха с нанопорошком SiO₂, истекающей из щелевого (многосоплового) коаксиального сопла на до- и сверхзвуковой скорости. Показано, что сценарии горения микроструи водорода в спутной струе смеси воздуха с нанопорошком аналогичны сценариям диффузионного горения микроструи водорода как при дозвуковой, так и при сверхзвуковой скорости истечения струй. Обнаружены наличие «области перетяжки пламени» при дозвуковой и отрыв пламени от среза сопла при сверхзвуковой скорости истечения струи. Установлено, что с ростом скорости истечения струй можно наблюдать интенсификацию свечения пламени на границе потоков водорода и смеси воздуха с нанопорошком и наличие области перетяжки пламени как в ламинарной спутной струе, так и в пламени микроструи водорода. С другой стороны, можно наблюдать практически исчезновение области перетяжки пламени при приближении к трансзвуковым скоростям истечения струй.

Чепрасов С.А. «Моделирование турбулентного горения смеси метана и воздуха на основе метода крупных вихрей» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 63-71 (2019)

Описана методология моделирования турбулентного горения. Методика основана на вихреразрешающем подходе моделирования турбулентности совместно с одностадийной реакцией окисления метана. Представлены результаты расчётов характеристик горения для лабораторной установки. Проведён анализ влияния констант модели скорости химических реакций на результаты вычислений. Показано, что используемая методика позволяет вычислять статистические характеристики пульсаций температуры в камере сгорания с удовлетворительной точностью.

Рубцов Н.М., Калинин А.П., Цветков Г.И., Трошин К.Я., Родионов А.И. «Экспериментальное исследование горения метана над металлическим палладием при проникновении пламени через препятствия» Химическая физика, 37, № 11, с. 42-48 (2018)

Методом скоростной киносъемки исследовано проникновение пламени разбавленной метанокислородной смеси через препятствия, содержащие мелкоячеистые железные сетки с расположенными на них витками Pd-проволоки. Показано, что при определенных условиях катализатор Pd может подавить развивающееся распространение пламени в разбавленной метанокислородной смеси из-за высокой эффективности поверхности Pd в реакции обрыва на ней активных центров реакции. Поэтому даже в условиях высокой турбулентности кинетические факторы могут быть определяющими. Численное моделирование с использованием уравнений Навье–Стокса для сжимаемой реагирующей среды в приближении малого числа Маха показало качественное согласие с рядом экспериментальных закономерностей. Полученные результаты представляют интерес для разработки моделей турбулентных течений в реагирующих средах и в вопросах, касающихся взрывобезопасности.