Болотнова Р.Х., Гайнуллина Э.Ф. «Исследование влияния диссипативных свойств водной пены на динамику ударных волн» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 15-21 (2020)

С использованием новых экспериментальных данных исследовано распространение ударной волны в слое водной пены и проведена визуализация динамики водосодержания в пене под воздействием этой волны. Разработана математическая модель, описывающая поведение пены как неньютоновской жидкости. В модели учитываются эффективная вязкость Гершеля–Балкли, межфазные теплообменные процессы в рамках модели Ранца–Маршалла и уравнения состояния, описывающие термодинамические свойства компонентов водной пены. Модель численно реализована в разработанном решателе в пакете OpenFOAM. Проанализировано влияние водной пены на эволюцию ударной волны.

Кинеловский С.А. «Модель полиморфного превращения вещества в ударной волне. 1. Углерод» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 4, с. 141-150 (2020)

Рассмотрена модель, позволяющая на основе экспериментальных данных о сжатии вещества ударной волной описать процесс полиморфного фазового перехода в ударной волне. При этом полагается, что фазовый переход в непористом веществе имеет мартенситный характер и происходит в стационарной ударной волне, возникающей позади первой в непосредственной близости от нее. Определены условия возникновения этой ударной волны. Модель апробирована для непористого пиролитического графита. Показано, что модель удовлетворительно описывает экспериментальные результаты, полученные в различных исследованиях для этого типа графита.

Алексеев И.В., Кустова Е.В. «Численное моделирование ударной волны в вязком углекислом газе методом конечных объемов» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 65, № 3, с. 500-510 (2020)

Предложен эффективный численный метод для исследования ударных волн в углекислом газе. Разработанная теоретическая модель основана на кинетической теории и не предполагает постоянства отношения удельных теплоемкостей и справедливости приближенных аналитических выражений для термодинамических функций и коэффициентов переноса. С использованием методов кинетической теории коэффициенты теплопроводности, сдвиговой и объемной вязкостей выражаются через температуру, интегралы столкновений и времена релаксации внутренней энергии. Предварительно вычисленные для широкого диапазона температур термодинамические функции и коэффициенты переноса реализованы в расчетном коде и используются при моделировании структуры ударной волны. Учет объемной вязкости в кинетической модели приводит к увеличению ширины ударной волны и улучшает согласие с экспериментальными данными.

Гусева Т.С. «Влияние тонкого слоя жидкости на ударное воздействие струи на стенку» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 38-44 (2019)

Представлены результаты численного исследования удара осесимметричной струи жидкости по плоской жесткой стенке, покрытой слоем аналогичной жидкости. Основное внимание уделяется влиянию толщины слоя на стенке на нагрузку в диапазоне скоростей удара 150–350 м/c. Изучен характер нагрузки и получены оценки давления на стенке в случае малой толщины слоя, актуальные для приложений, связанных с капельной и кавитационной эрозией. Показано, что в рассматриваемых условиях известные результаты двумерного моделирования завышают максимум среднего давления на стенке до 1.8 раза.

Кочарин В.Л., Косинов А.Д., Яцких А.А., Ермолаев Ю.Г., Семенов Н.В., Питеримова М.В., Шевельков С.Г., Минин О.П. «К воздействию слабых ударных волн на течение в пограничном слое плоской пластины с изменяемым углом скольжения передней кромки» Теплофизика и аэромеханика, № 6, с. 855-861 (2019)

Проведены экспериментальные исследования воздействия слабых ударных волн на течение в пограничном слое затупленной плоской пластины, установленной вдоль потока, для разных углов скольжения передней кромки при числе Маха 2. Ударные волны в набегающем потоке в виде N-волны генерировались двумерной неровностью размерами 150×7×0,13 мм на боковой стенке аэродинамической трубы Т-325. Подтверждено, что при падении N-волны на переднюю кромку пластины с нулевым углом скольжения в пограничном слое наблюдается порождение продольных вихрей, сопровождающееся повышением уровня пульсаций и изменением спектрального состава возмущений. Термоанемометрические данные показали, что при изменении угла скольжения передней кромки от 0 до 25 градусов под воздействием падающей «догоняющей» слабой ударной волны происходит уширение вихря в сверхзвуковом пограничном слое.

Вишняков О.И., Поливанов П.А., Сидоренко А.А. «К проблеме использования PIV-метода для измерений в тонких высокоскоростных сдвиговых слоях» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 5, с. 77-87 (2020)

С использованием PIV-метода проведено измерение скорости течения в зоне взаимодействия ударной волны с пограничным слоем на пластине при значении числа Маха M=1,43. Рассмотрено два состояния набегающего пограничного слоя: ламинарный и турбулентный, причем толщина пограничного слоя может быть на два порядка меньше характерного продольного масштаба течения. Выполнено сравнение результатов измерения скорости в пограничном слое, полученных с помощью PIV-метода при различных настройках аппаратуры, и результатов измерений, выполненных с использованием различных алгоритмов определения смещения частиц-трассеров и восстановления по ним полей скорости. Показано, что основным ограничением для увеличения пространственного разрешения является инерция частиц-трассеров.

Садин Д.В., Беляев Б.В., Давидчук В.А. «Влияние релаксационных процессов на фокусировку ударной волны в облаке газовзвеси» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 66, с. 121-131. (2020)

Исследуется взаимодействие плоского скачка уплотнения в воздухе с цилиндрической областью газовзвеси и влияние релаксационных процессов для различных размеров частиц на преломление и фокусировку ударной волны. Проведено численное моделирование в рамках неравновесного эйлерового подхода при описании газовой и дисперсной фаз. Для численного решения используется высокоустойчивая схема второго порядка по пространству и времени. Установлено, что увеличение размеров частиц приводит к уменьшению интенсивности фокусировки и перестройке ударноволновой конфигурации с внутреннего на внешний режим. DOI: 10.17223/19988621/66/10