Ильин В.А., Чигорина Т.И. «Стационарные режимы электроконвекции слабопроводящей жидкости при униполярной инжекции заряда в постоянном электрическом поле» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 3-13 (2021)

Исследованы стационарные нелинейные режимы электроконвекции слабопроводящей жидкости в горизонтальном конденсаторе в поле тяжести и постоянном электрическом поле при униполярной инжекции заряда. Рассмотрена модель, в которой плотность инжектируемых с катода зарядов пропорциональна напряженности электрического поля в конденсаторе. Нелинейные режимы электроконвекции исследованы при нагреве снизу. Найдены зависимости порогов возникновения режимов электроконвекции в зависимости от степени нагрева и степени инжекции заряда.

Takamure K., Kawasaki Y., Degawa T., Uchiyama T. «Падение сферической частицы в шлейфе мелких пузырьков и поведение пузырьков в окрестности частицы» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 14-24 (2021)

Экспериментально исследовано взаимодействие твердой сферической частицы, погружающейся внутри шлейфа мелких пузырьков, и поведение пузырьков в окрестности частицы. Мелкие пузырьки, образующиеся при электролизе воды и имеющие средний диаметр 0.037 мм, поднимаются вверх под действием сил плавучести, образуя шлейф. Средняя скорость пузырьков в канале составляет 0.05 мм/с. Твердую сферическую частицу диаметром 11.1 мм и плотностью 1130 кг/м³ погружают в полностью развившийся шлейф мелких пузырьков, где она опускается, совершая меандрирующее движение. Предельная скорость частицы, опускающейся внутри шлейфа, почти совпадает со скоростью падения частицы в спокойной воде. Пузырьки же, отрывающиеся от поверхности частицы, находятся в ее следе, образуя застойную зону. След за частицей расширяется, так что его диаметр увеличивается втрое по сравнению с его значением непосредственно за частицей.

Козлов В.Е. «Учет скоростной сжимаемости однопараметрическими моделями турбулентности» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 25-33 (2021)

Протестированы однопараметрические модели турбулентности Спаларта и Аллмараса (SA) и Секундова и др. (Nut-92), для следующих двух сжимаемых плоских течений: турбулентный пограничный слой пластины при нулевом градиенте давления и слой смешения. Использовалось приближение пограничного слоя (BL) к системе уравнений Рейнольдса (RANS). Полученные BL-результаты сравниваются с известными RANS-результатами и с результатами прямого численного моделирования (DNS). Предложенная модифицированная модель Nut-92m точнее предсказывает характеристики турбулентного пограничного слоя пластины при нулевом градиенте давления, чем модели Nut-92 и SA.

Мануйлович С.В. «Устойчивость и восприимчивость течения в пограничном слое на стреловидном крыле, управляемого периодической последовательностью плазменных актуаторов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 34-48 (2021)

Смоделирован процесс управления течением в пограничном слое на скользящем крыле с помощью периодической по размаху последовательности плазменных актуаторов, установленных под углом к передней кромке. Исследован стабилизирующий эффект воздействия в зависимости от угла наклона актуаторов. Расчет колебательной компоненты управляемого течения произведен в линейном приближении по малому параметру – обратному числу Рейнольдса. Обнаружена возможность резонансного отклика течения на колебательную составляющую воздействия при направлениях актуаторов, близких к направлению линии тока внешнего течения.

Чувахов П.В., Егоров И.В. «Численное моделирование эволюции возмущений в сверхзвуковом пограничном слое над углом разрежения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 49-60 (2021)

В рамках уравнений Навье–Стокса расчетным путем исследованы линейная и нелинейная стадии развития возмущений в сверхзвуковом пограничном слое над углом разрежения 10°, число Маха 3. Анализируется влияние внезапного расширения потока на эволюцию возмущений. Обсуждается эффект стабилизации течения, наблюдаемый в аэродинамическом эксперименте.

Камалутдинов А.М., Нуриев А.Н. «Гидродинамическое демпфирование колебаний балок вблизи экрана» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 61-75 (2021)

Проводится исследование гидродинамического воздействия на длинные тонкие балки, совершающие изгибные резонансные колебания в жидкости вблизи плоской жесткой поверхности (экрана). Используется модель квазиплоского взаимодействия между жидкостью и балкой, согласно которой гидродинамическое воздействие, оказываемое на каждое сечение балки, можно считать результатом его плоского обтекания. Движение жидкости в плоскостях ортогональных оси балки моделируется с помощью нестационарной системы уравнений Навье–Стокса, решение которой проводится численно на основе метода конечных объемов. Решения строятся в широком диапазоне изменения управляющих параметров колебательного процесса: безразмерной частоты, амплитуды колебаний и расстояния до экрана. Полученные зависимости для гидродинамических сил используются для оценки влияния эффекта экрана на колебания консолей с реальными физическими параметрами.

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Асимптотики дальних полей внутренних гравитационных волн, возбужденных источником радиальной симметрии» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 76-81 (2021)

Решена задача о дальнем поле внутренних гравитационных волн от возникшего в начальный момент времени источника возмущений радиальной симметрии. Рассмотрено постоянное модельное распределение частоты плавучести, и с помощью преобразования Фурье–Ханкеля получено аналитическое решение задачи в виде суммы волновых мод. Получены асимптотики решений, описывающие пространственно-временные характеристики возвышения изопикн, вертикальной и горизонтальной компонент скорости вдали от источника возмущений. Вблизи волновых фронтов отдельной волновой моды асимптотики компонент волнового поля выражаются через квадрат функции Эйри и ее производные. Проведено сравнение точных и асимптотических результатов, и показано, что на временах порядка десяти и более периодов Брента–Вяйсяля асимптотический метод позволяет эффективно рассчитывать дальние волновые поля.

Канев Н.Г., Миронов М.А. «Резонансное поглощение гравитационных волн» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 82-88 (2021)

Решена задача о поглощении гравитационной волны, распространяющейся по поверхности несжимаемой жидкости, малым по сравнению с длиной волны резонатором. Найдены резонансные, т.е. максимально возможные, сечения поглощения резонаторов разных типов для свободной поверхности жидкости. Показано, что резонансное сечение поглощения зависит только от длины волны. Также рассмотрена задача о поглощении гравитационной волны, распространяющейся в канале. Показано, что совместное использование монопольного и дипольного резонаторов обеспечивает полное поглощение энергии волны в канале, ширина которого не превышает длину волны.

Суржиков С.Т. «Аэрофизика обтекания затупленного клина конечных размеров» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 89-102 (2021)

Представлены результаты численного анализа процессов ионизации воздуха у поверхности затупленного клина с углом полураствора _f=3° и радиусом затупления R_n=1.5 см, обтекаемого воздухом в широком диапазоне параметров набегающего потока. Обсуждаются эффекты физико-химической неравновесности при углах атаки набегающего потока α=0 и 6°. Построены поля температур поступательных степеней свободы и колебательного возбуждения молекул N₂, концентраций атомарных и молекулярных компонент, а также электронных концентраций вблизи поверхности и в ближнем следе.

Голубкин В.Н. «Особенности поля течения около наветренной поверхности треугольного крыла малого удлинения в гиперзвуковом потоке» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 103-121 (2021)

Рассмотрено существенно неоднородное течение газа около нижней поверхности плоского треугольного крыла, находящегося под углом атаки в гиперзвуковом потоке. В аналитическом решении задачи асимптотическим методом тонкого ударного слоя исследован наиболее общий случай узкого крыла, с головным скачком уплотнения, присоединенным к передней кромке или отошедшим от нее. В решении с присоединенным скачком выявлены перпендикулярные крылу "особые сечения" с изломами поверхностей тока под действием сосредоточенных сил, оценен их вклад в аэродинамические характеристики. При обтекании с отсоединенным скачком особенность решения связана с образованием на поверхности крыла тонкого энтропийного слоя, в котором течение формируется под влиянием бокового градиента давления. Построены примеры универсальных решений, пригодных для сквозного описания "внешнего" потока в основной части ударного слоя и "внутреннего" течения в энтропийном слое.

Esmaeeli A., Passandideh-Fard M. «Определение характеристик многоугольного гидравлического прыжка при натекании жидкой струи на плоскую подложку» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 122-137 (2021)

Неустойчивости, возникающие при натекании жидкой струи на плоскую пластину, рассматриваются с помощью комбинированного численно-аналитического метода. Когда жидкая струя ударяется о подложку, она растекается по подложке и в экспериментах наблюдается круговой гидравлический прыжок, возникающий на некотором расстоянии по радиусу от точки натекания струи. Неустойчивости, развивающиеся в потоке жидкости, при определенных условиях изменяют форму прыжка с круговой на многоугольную. Однако с численной точки зрения моделируемый гидравлический прыжок всегда имеет круговую форму, так как эти неустойчивости игнорируются при численном моделировании. Поскольку число углов многоугольного прыжка представляет собой важную характеристику рассматриваемого явления, цель настоящего исследования состоит в объединении характеристик моделируемого кругового прыжка в некоторую аналитическую модель, имеющуюся в литературе, чтобы получить число углов многоугольного прыжка. Чтобы следить за свободной поверхностью жидкости во время соударения струи с подложкой и дальнейшим деформированием этой поверхности, приводящим к круговому прыжку, используется метод объема жидкости совместно с алгоритмом Юнга. Важными параметрами рассматриваемого явления, которые используются в методе, предложенном в настоящем исследовании, являются высота жидкости выше и ниже по потоку от гидравлического прыжка, а также радиус и кривизна прыжка, которые могут быть извлечены из численных результатов моделирования кругового гидравлического прыжка. Полученное при расчете число углов многоугольного прыжка сравнивается с числом углов в эксперименте для различных случаев, между которыми наблюдается хорошее согласие.

Тятюшкин А.Н. «Деформация капли невязкой намагничивающейся жидкости в нестационарном магнитном поле» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 138-150 (2021)

Теоретически исследуется изменение формы капли намагничивающейся жидкости, взвешенной в несмешивающейся с ней другой намагничивающейся жидкости, в нестационарном однородном магнитном поле при больших числах Рейнольдса. Система уравнений состоит из уравнения неразрывности для несжимаемой жидкости, уравнения движения для идеальной несжимаемой жидкости, уравнений Максвелла в квазистационарном приближении и приближении феррогидродинамики. Для решения задачи используется представление напряженности магнитного поля и скорости жидкости в виде мультипольного разложения, выраженного через неприводимые тензоры. При таком подходе напряженность магнитного поля и скорость ищутся в виде рядов с векторными и тензорными коэффициентами, для которых получаются соотношения, позволяющие их определить. С использованием этих соотношений коэффициенты ищутся в виде асимптотических разложений по параметру, малость которого обеспечивает малость деформаций капли. Скорость течения и напряженность магнитного поля и форма капли найдены с точностью до членов первого порядка по малому параметру. Решены задачи о вынужденных и собственных колебаниях капли, вызванных мгновенным включением приложенных гармонически колеблющихся и вращающихся полей.