Absi R. «Аналитическая модель турбулентной вязкости для профилей скорости во внешней части закрытых и открытых течений в канале» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 145-156 (2021)

Основные уравнения, используемые для аналитического описания турбулентности в случае течений в открытых каналах, имеют параболический профиль турбулентной вязкости и экспоненциально убывающую зависимость турбулентной кинетической энергии. Однако, если использовать при определении турбулентной (вихревой) вязкости произведение масштабов скорости и длины и брать для масштаба скорости квадратный корень из турбулентной кинетической энергии, то, как можно показать, параболический профиль турбулентной вязкости несовместим с зависимостью для турбулентной кинетической энергии. Учитывая этот недостаток, рассмотрена такая зависимость для нахождения турбулентной вязкости, которая согласуется с профилем турбулентной кинетической энергии в равновесной области. Эта турбулентная вязкость записана в форме, допускающей калибровку по двум параметрам, зависящим от числа Рейнольдса по динамической скорости Re_γ, которые линейно зависят от Re_γ. Все результаты обоснованы как посредством прямого численного моделирования (ПЧМ), так и с помощью данных экспериментов в одном и том же диапазоне чисел Рейнольдса по динамической скорости, соответственно, 300γ<5200 для течений в закрытых каналах и 923γ<6139 для течений в открытых каналах. Сравнение с данными прямого численного моделирования (ПЧМ) турбулентной вязкости, проведенного для течений в закрытых каналах в случае восьми различных условий в потоке, продемонстрировало хорошее согласие. Средние скорости вдоль по потоку были получены из решения уравнения количества движения. Для течений в закрытых каналах профили средней скорости также показали очень хорошее согласие. Для течений в открытых каналах полученные результаты подтверждают, что использование турбулентной вязкости с параболическим профилем не может улучшить профили скорости, тогда как предлагаемый метод демонстрирует хорошее согласие. Эти результаты показывают возможность использования аналитической модели турбулентной вязкости для точного описания распределения скоростей во внешней области течений, как для закрытых, так и открытых потоков, без использования каких-либо специально подбираемых параметров или функций.

Назаров С.А., Шенель Л. «Аномальное прохождение волн через тонкий канал, соединяющий два акустических волновода» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 496, № 1, с. 31-36 (2021)

Найден критерий почти полного прохождения поршневой моды из одного трехмерного цилиндрического волновода в другой полубесконечный волновод через тонкий соединительный канал. Изложена асимптотическая процедура точной настройки параметра канала, нарушение которой приводит к почти полному или существенному отражению волны. В том случае, когда детали волновода – прямые цилиндры, критерий принимает особенно простой вид.

Qiang Zhao, Mingwei Piao «Исследование механизма взаимосвязи боковых колебаний высокоскоростного поезда на основе сингулярных коэффициентов» Известия вузов. Физика, 64, № 3, с. 54-61 (2021)

Механизм связанных боковых колебаний является основным законом колебательной неустойчивости высокоскоростного поезда. Основная причина нестабильности – конструктивные недостатки прототипа применяемой колесной тележки стандарта ICE3. Вследствие этого данное оборудование пассажирских поездов не создает необходимых и достаточных условий для обеспечения устойчивости и безопасности при работе в режиме высокоскоростной железной дороги. Основываясь на предыдущих исследованиях, данная работа развивает теоретическую демонстрацию и экспериментальную проверку механизма боковых колебаний высокоскоростного поезда. В соответствии с концепцией жесткости системы и статистических характеристик гауссовского процесса предлагается новая концепция сингулярного коэффициента для описания нестационарных и негауссовских процессов. В сочетании с результатами ходовых испытаний добротности колебаний высокоскоростного транспортного средства выводы хорошо согласуются с результатами экспериментов и динамического моделирования. Применение сингулярного коэффициента позволяет выделить три характеристических параметра для определения механизма связи поперечных колебаний высокоскоростного поезда, а именно: достаточную энергию возбуждения, среду передачи колебаний и возможность резонанса связи. Углубленный анализ междумодовых связей высокого порядка и остаточной силы циклически деформируемого тела приводит к новой концепции сингулярного коэффициента. Моделирование жестко-гибкой связи отражает основные статистические характеристики нестационарных и негауссовских процессов, а также выявляет механизм связи поперечных колебаний высокоскоростного поезда.

Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Травов Ю.Ф., Иоилев А.Г., Писецкий В.В., Капинос С.А., Калмыков А.П., Лапичев Н.В. «Экспериментальное определение коэффициента сопротивления конических проникателей и проникателя с плоским передним торцом при сверхзвуковом движении в песчаном грунте» Журнал технической физики, 91, № 3, с. 542-548 (2021)

Проведены экспериментальные исследования по определению коэффициента сопротивления при проникании в песчаный грунт конических и цилиндрических ударников. В экспериментах угол полураствора конического наконечника проникателя (ударника) изменялся от 10 до 90 deg. Скорость движения ударника изменялась в интервале 0.2–2.0 km/s. Получены средние значения коэффициента сопротивления для конических тел при квазистационарном сверхзвуковом движении в песчаном грунте средней влажности 7–12%, а для ударников с плоским передним торцом – в песчаном грунте влажностью от 0 до 16%. Показана существенная зависимость коэффициента сопротивления тонких конусов (beta<25°) от скорости движения и отсутствие таковой (с учетом экспериментальной погрешности) для тупых конусов и ударника с плоским торцом. Ключевые слова: высокоскоростное проникание, конический проникатель, проникатель с плоским передним торцом, песок, коэффициент сопротивления.