Гайфуллин А.М., Щеглов А.С. «Моделирование закрученных трехмерных пристенных ламинарных и турбулентных струй» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 71-72 (2022)

Хорошо известны автомодельные решения для затопленных плоских ламинарных струй, образующихся при истечении несжимаемой жидкости из бесконечно тонкой щели параллельно твердой поверхности в пространство, заполненное той же жидкостью. Вместе с тем на практике больший интерес представляют трехмерные струи, образующиеся при истечении жидкости из источника конечного размера. Они находят свое применение в таких приложениях, как охлаждение пленок, контроль пограничного слоя, интенсификация испарения. Трехмерные ламинарные пристенные струи практически не исследовались экспериментально. В то же время численное моделирование показывает, что течение в трехмерной пристенной струе приближается к своему автомодельному состоянию при достаточно большом удалении по продольной координате от источника струи. В связи с тем, что сохраняющаяся величина, определяющая автомодельное решение данной задачи, не установлена, данное решение можно отнести к автомодельным решениям второго рода. Что касается закрученных ламинарных пристенных струй, то представляет интерес ответ на вопрос: является ли течение автомодельным при достаточно большом значении продольной координаты. Если да, зависит ли показатель автомодельности от параметра закрученности струи. Посредством численного моделирования авторы работы попытались ответить на поставленные вопросы

Губайдуллин Д.А., Ткаченко Л.А., Фадеев С.А., Шайдуллин Л.Р. «Резонансные колебания газа в закрытой трубе при наличии неоднородного температурного поля» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 86-88 (2022)

Исследованы колебания газа в закрытой трубе в неоднородном температурном поле вблизи резонансных частот возбуждения при различных источниках теплоты. В численных экспериментах с увеличением объемной плотности теплового потока наблюдается дисперсия резонансной частоты, обусловленная пропорциональностью резонансной частоты и скорости звука. При наличии источника тепла в трубе амплитуда колебаний осевой компоненты скорости газа приобретает параболический радиальный профиль. Результаты расчетов показывают, что при заданной амплитуде смещения поршня увеличение температуры ведет к росту интенсивности колебаний газа.

Рулева Л.Б. «О рабочем времени бездиафрагменной ударной трубы» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 221-223 (2022)

Предложен способ увеличения рабочего времени путем торможения волны разрежения в многорежимной бездиафрагменной ударной трубе. Используется отработанный воздух управления подвижным элементом электромагнитного пневматического клапана, который направляется в камеру высокого давления при снижении давления в ней менее 1 атм. Клапан снабжается дополнительной полостью, перемещение воздуха в ней осуществляется прежней золотниковой системой. Конструктивные дополнения не влияют на работу клапана в штатном режиме.

Тукмаков Д.А. «Численное моделирование колебаний газа с частицами в акустическом резонаторе для газа с монодисперсными частицами» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 253-255 (2022)

Одним из разделов физики сплошных сред явятся механика жидкости и газа предметом исследования, которой являются всевозможные течения газообразных, жидких сред или же смесей. В механике жидкости и газа широко используются как методы математического моделирования, так и методики проведения физических экспериментов. Сложной задачей является описание и моделирование течений неоднородных по своим механическим и физико-химическим свойствам. В частности, течений аэрозольных сред, встречающихся в практических приложениях. В горной и химической промышленности, а также энергетике технологические процессы используют аэрозольные потоки. Для осаждения дисперсной компоненты аэрозоля применяется воздействие акустических полей. В настоящее время в литературе применяется несколько подходов к моделированию динамики смесей компоненты, в которых имеют различное агрегатное состояние. Равновесный подход, предполагающий описание смеси как однородной среды, параметры которой определяются наличием дисперсной компоненты. Диффузионный подход предполагает описание непрерывности плотности для каждой из компонент смеси и описание сохранения импульса и энергии для всей смеси в целом. В континуальном подходе динамика каждой компоненты описывается полной гидродинамической системой с учетом взаимодействия каждой из компонент с остальными. Скоростная и тепловая неоднородность смеси наиболее существенно выражена в смесях, в которых компоненты имеют близкую массовую долю. В данной работе применяется математическая модель, описывающая поля скорости и температуры у каждой из компонент смеси. Работа посвящена моделированию колебательных процессов в акустическом резонаторе. Движение аэрозоля описывается континуальной моделью динамики неоднородных сред, учитывающей обмен импульсом и теплом между компонентами смеси. Несущая среда моделировалась как вязкий, сжимаемый и теплопроводный газ.

Губайдуллин Д.А., Шайдуллин Л.Р., Фадеев С.А. «Вынужденные продольные колебания газа и аэрозоля в открытой трубе со скачком сечения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 510, № 1, с. 59-63 (2023)

Экспериментально исследуются вынужденные продольные колебания газа и аэрозоля в открытой трубе со скачком сечения. Наблюдается интенсификация колебаний газа в трубе со скачком сечения в сравнении с однородной трубой, при этом сохраняется близкий к гармоническому, непрерывный вид формы волны давления. Обнаружена немонотонная зависимость времени осаждения аэрозоля от частоты колебаний с минимальным значением на резонансной частоте.

Никитин Н.В., Попеленская Н.В. «Турбулентные пульсирующие течения в трубе квадратного сечения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 55-71 (2023)

Численно исследуются турбулентные пульсирующие течения в трубе квадратного сечения. Рассматривается режим доминирования потока, когда расход жидкости остается положительным во всех фазах осцилляционного цикла. Изучены течения при нескольких значениях частоты осцилляций. Результаты сопоставляются с ламинарными осциллирующими течениями и турбулентным стационарным течением в квадратной трубе, а также пульсирующими турбулентными течениями в круглой трубе. Определены интегральные и пульсационные характеристики турбулентности, их зависимость от частоты осцилляций. Обнаружено, в частности, что при рассмотренном числе Рейнольдса Re=2200 коэффициент сопротивления в пульсирующих течениях оказывается ниже, чем в стационарном. Снижение сопротивления увеличивается с ростом периода осцилляций, достигая величины в 14.7%. Характерной особенностью турбулентных течений в трубах прямоугольного сечения является возникновение вторичных течений Прандтля 2-го рода. В работе подробно изучены детали вторичных течений в условиях пульсирующего потока.

Остриков Н.Н., Яковец М.А., Ипатов И.С., Панкратов И.В. «Валидация метода определения модального состава тонального звукового поля в цилиндрическом канале на основе синхронных измерений в канале и дальнем поле при отсутствии потока» Акустический журнал, 69, № 2, с. 216-229 (2023)

Разработан метод определения модального состава коррелированных звуковых мод, распространяющихся в цилиндрическом канале, особенностью которого является учет эффекта отражения звука от открытого конца канала с помощью численного или аналитического расчета коэффициентов отражения. В заглушенной камере AК-2 проведена валидация данного метода, в которой звуковое поле создавалось в канале маломасштабной модели воздухозаборника с помощью 12 динамиков на фиксированных частотах, определение модального состава осуществлялось с помощью 48 микрофонов, установленных заподлицо стенок канала, и проводились синхронные измерения направленности излучения звука из открытого конца канала в дальнем поле. При этом на основе найденных амплитуд звуковых мод в канале проводился расчет характеристик излучения в дальнем поле с использованием аналитического решения по излучению звука из полубесконечного цилиндрического канала, результаты которого сравнивались с результатами измерений. Показано, что амплитуды звуковых мод, найденные согласно разработанному методу, позволяют с высокой точностью восстановить характеристики дальнего звукового поля в тех случаях, когда число сгенерированных распространяющихся мод в канале не превышает количества установленных микрофонов в цилиндрической решетке. Ключевые слова: модальный анализ звукового поля в каналах, когерентные звуковые моды, цилиндрический канал, коэффициенты отражения звуковых мод от открытого конца канала, излучение звука из открытого конца канала DOI: 10.31857/S0320791923600099, EDN: IULPLA