Цзюн Ю.-С., Хан Ю.-Н., Юнь Ч.-Ю., Ким И.-Д. «Акустические характеристики генератора Гартмана с резонатором Гельмгольца» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 75-83 (2023)

С использованием модели турбулентности и акустической модели Фоукса Уильямса–Хокингса выполнено численное моделирование акустических характеристик генератора Гартмана с резонатором Гельмгольца. Важными параметрами, определяющими колебания потока в генераторе Гартмана, являются расстояние между соплом и резонатором, геометрия резонатора, давление в сопле и др. Проведено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными. Рассчитаны зависимости массового расхода и звукового давления от диаметра и длины резонатора Гельмгольца при условии, что диаметр струи на выходе, диаметр резонатора, коэффициент давления в сопле и расстояние до зазора остаются постоянными. Показано, что в классическом генераторе Гартмана и генераторе Гартмана с резонатором Гельмгольца значение коэффициента давления в сопле одно и то же, в то время как интенсивность звука в классическом генераторе Гартмана больше. Интенсивность звука достигает максимума в направлении, перпендикулярном струе, и постепенно уменьшается с увеличением диаметра резонатора Гельмгольца, при этом основная резонансная частота уменьшается. По мере увеличения длины резонатора Гельмгольца интенсивность звука сначала уменьшается, а затем увеличивается. Установлено, что влияние длины резонатора на основную резонансную частоту меньше влияния диаметра резонатора. Ключевые слова: генератор Гартмана, численное моделирование, резонатор Гельмгольца, уравнения Фоукса Уильямса–Хокингса

Галимзянов М.Н., Гималтдинов И.К., Кочанова Е.Ю. «Взаимодействие волны давления в цилиндрическом канале со сферическим пузырьковым кластером» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 96-104 (2023)

Численно исследовано взаимодействие волны давления типа ступеньки со сферическим газожидкостным кластером в цилиндрическом канале, заполненном жидкостью. Показано, что кластер генерирует уединенную волну давления большой амплитуды. Изучено влияние пузырькового кластера на динамику многократного отражения волны давления от границ цилиндрического канала. Показано, что результаты численных расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными. Ключевые слова: волна давления, сферический газожидкостный кластер, цилиндрический канал, фокусировка, аксиальная симметрия

Васнев И.Р., Федорова Н.Н. «Численное моделирование нагрева стенок экспериментальной модели в сверхзвуковых течениях» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 121-126 (2023)

Представлены результаты расчетов сверхзвуковых турбулентных течений в канале с учетом сопряженного теплообмена между воздушным потоком и медной пластиной, моделирующей чувствительный элемент термопары. Численное моделирование выполнено при числах Маха набегающего потока M_∞=3, 4, 5. Показано, что результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными, полученными в импульсной аэродинамической установке. Установлено, что при значениях времени порядка 100 мс сопряженный теплообмен со стальными стенками модели можно не учитывать. Ключевые слова: численное моделирование, сверхзвуковое течение, сопряженный теплообмен

Кахазиан А., Хаджнаиб А., Седихи Х.М. «Анализ биморфного пьезоэлектрического нанопривода при первичном резонансном возбуждении» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 143-154 (2023)

С использованием нелокальной теории упругости исследуются нелинейные вынужденные колебания биморфной пьезоэлектрической нанобалки. Поведение нанобалки моделируется с помощью теории балок Эйлера–Бернулли. Уравнения движения балки выводятся на основе принципа Гамильтона и дискретизируются с помощью метода Галеркина, при этом в качестве пробных функций используются моды колебаний многопролетных балок. Дискретизированные уравнения решаются методом возмущений. Выполнен параметрический анализ динамического поведения наноприводов. Показано, что при увеличении нелокального параметра материала уменьшается основная собственная частота нанобалки и увеличивается амплитуда отклика. Ключевые слова: биморфная пьезоэлектрическая балка, нелокальная теория упругости, метод возмущений, нелинейные колебания

Паймушин В.Н., Шишкин В.М. «Деформирование тонкостенных элементов конструкций, на граничных лицевых поверхностях которых имеются закрепленные участки» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 155-173 (2023)

На примере решения плоской задачи механики стержня-полосы, на одной из лицевых поверхностей которого имеется закрепленный участок конечной длины, показано, что при исследовании процессов деформирования при условии податливости закрепленного участка необходимо учитывать изменение напряженно-деформированного состояния и применяемых для его описания математических моделей. Такое изменение имеет место при переходе через границу между незакрепленным и закрепленным участками. В рамках классической модели Кирхгофа–Лява учет податливости закрепленного участка стержня невозможен, а при использовании простейшей уточненной сдвиговой модели Тимошенко такой учет возможен при закреплении участка стержня только на одной из лицевых поверхностей. Найдены точные аналитические решения двух простейших линейных задач о статическом поперечном изгибе плоского стержня с участками конечной длины, закрепленными на одной из лицевых поверхностей. Для моделирования незакрепленных и закрепленных на одной из лицевых поверхностей участков плоских стержней в рамках уточненной сдвиговой модели Тимошенко построены одномерные конечные элементы. Проведены численные эксперименты, показывающие необходимость учета изменения напряженно-деформированного состояния стержня при переходе через границу между незакрепленным и закрепленным участками. Ключевые слова: плоский стержень, закрепленный участок, уточненная модель Тимошенко, поперечный изгиб

Железнов Л.П. «Исследование нелинейного деформирования и устойчивости композитной цилиндрической оболочки при комбинированном нагружении крутящим и изгибающим моментами и внутренним давлением» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 2, с. 182-192 (2023)

Решена задача об устойчивости цилиндрических оболочек, выполненных из композиционного материала, с учетом моментности и нелинейности их докритического напряженно-деформированного состояния. Геометрически нелинейная задача устойчивости решена методами конечных элементов и линеаризации Ньютона–Канторовича. Критические нагрузки определяются в процессе решения нелинейной задачи с помощью критерия Сильвестра. Используются разработанные на основе гипотезы Тимошенко конечные элементы композитных цилиндрических оболочек естественной кривизны, в аппроксимации перемещений которых в явном виде выделены жесткие перемещения, что существенно влияет на сходимость решения. Исследована устойчивость круговой цилиндрической оболочки, выполненной из полимерного композиционного материала, при комбинированном нагружении крутящим и изгибающим моментами и внутренним давлением. Изучено влияние способа укладки монослоев, нелинейности деформирования, внутреннего давления на критические нагрузки, при которых происходит потеря устойчивости оболочки. Ключевые слова: цилиндрические композитные оболочки, полимерные композиционные материалы, нелинейное деформирование, устойчивость, метод конечных элементов, изгибающий и крутящий моменты, внутреннее давление