|
|
|
Главная – Журналы – Прикладная механика и техническая физика 2022 номер 6
Array
(
[SESS_AUTH] => Array
(
[POLICY] => Array
(
[SESSION_TIMEOUT] => 24
[SESSION_IP_MASK] => 0.0.0.0
[MAX_STORE_NUM] => 10
[STORE_IP_MASK] => 0.0.0.0
[STORE_TIMEOUT] => 525600
[CHECKWORD_TIMEOUT] => 525600
[PASSWORD_LENGTH] => 6
[PASSWORD_UPPERCASE] => N
[PASSWORD_LOWERCASE] => N
[PASSWORD_DIGITS] => N
[PASSWORD_PUNCTUATION] => N
[LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[PASSWORD_REQUIREMENTS] => Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.
)
)
[SESS_IP] => 3.145.164.47
[SESS_TIME] => 1732179222
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 97685005b91482e8b8c3076f49576b90
[UNIQUE_KEY] => ef3d222a5c265af130892c44b1ae8bac
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2022 год, номер 6
|
В.К. Кедринский, Ж.Л. Мальцева, А.А. Черевко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
kedr@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: пузырьковая кавитация, цилиндрическая полость, динамика, излучение
Страницы: 3-11
Аннотация >>
Впервые получено уравнение динамики формирования и излучения квазипустой пульсирующей цилиндрической полости в жидкости с учетом изменения скорости звука и объемной концентрации кавитационных зародышей. Предложена постановка и проведен численный анализ задачи в безразмерной форме при условии равенства давления в зоне кавитации и внутри цилиндрической полости на ее границе, что позволило установить динамическую связь объемной концентрации (скорости звука) в зоне кавитации с радиусом цилиндрической полости.
DOI: 10.15372/PMTF20220601 |
|
А.Л. Куперштох, Д.А. Медведев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
skn@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: метод решеточных уравнений Больцмана, динамика многофазных сред, жидкие диэлектрики, электрическое поле, компьютерное моделирование, параллельные расчеты на графических ускорителях
Страницы: 12-20
Аннотация >>
Разработана нестационарная электрогидродинамическая модель поведения диэлектрической пленки жидкости на поверхности электрода в окружающем газе. Показано, что под действием неоднородного электрического поля возможна перфорация пленки с образованием новых контактных линий. Неоднородность поля создавалась с помощью круглой изолирующей вставки в центре нижнего электрода. Процесс перфорации определяется напряженностью электрического поля, толщиной пленки, радиусом непроводящей вставки и величиной контактного угла смачивания между жидкостью и твердой подложкой.
DOI: 10.15372/PMTF20220602 |
|
Ф. Х. Мангодех, А. М. Тахсини
Иранский научно-технологический университет, Тегеран, Иран
fatemeghavidel83@gmail.com
Ключевые слова: испытания при атмосферном давлении, камера сгорания, реакция пламени, численные методы, вихревое движение, турбомашина
Страницы: 21-30
Аннотация >>
Численно исследуется достоверность результатов испытаний при атмосферном давлении, в которых изучалась реакция пламени на изменение рабочего давления. Установлено, что при изменении атмосферного давления форма и реакция пламени значительно изменяются, поэтому результаты испытаний, проведенных при атмосферном давлении, не позволяют получить достоверную информацию об устойчивости процесса горения.
DOI: 10.15372/PMTF20220603 |
|
В.И. Запрягаев1, И.Н. Кавун1, С.п. Рыбак2, А.А. Пивоваров1
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
zapr@itam.nsc.ru
2Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С. П. Королева, Королев, 141070, Россия
sergey.rybak@rsce.ru
Ключевые слова: струя, трансзвуковой поток, течение в следе, газодинамические параметры, ракетный двигатель системы аварийного спасения, метод лазерного ножа, визуализация, PIV-метод
Страницы: 31-42
Аннотация >>
Приведена методика восстановления газодинамических параметров газового потока по данным измерений поля скорости с помощью бесконтактного PIV-метода. Рассмотрено течение в следе за модельным одиночным соплом ракетного двигателя системы аварийного спасения в трансзвуковом (число Маха равно 0,85) режиме штатного полета ракеты с пилотируемым космическим аппаратом. Выполнено численное моделирование обтекания сопла с использованием RANS- и LES-методов. Проведено сравнение результатов, полученных по методике восстановления, с данными численного расчета и эксперимента.
DOI: 10.15372/PMTF20220604 |
|
У. Виндбергер1, Л. Нуар2
1Венский медицинский университет, Вена, 1090, Австрия
ursula.windberger@meduniwien.ac.at
2Университет Парижа-Сакле, Жиф-сюр-Иветт, 91191, Франция
laurence.noirez@cea.fr
Ключевые слова: плазма крови, реология, межфазные силы, граничные условия, напряжения сдвига, эндотелиальный слой
Страницы: 43-50
Аннотация >>
Приведены результаты экспериментального исследования свойств крови. Для того чтобы обеспечить в эксперименте граничные условия, близкие к условиям, имеющим место в потоке крови, были выполнены измерения вязкоупругих характеристик на поверхности волокнистого слоя толщиной 10 нм, состоящего из белков внеклеточного матрикса. Установлено, что на кривой зависимости модуля сдвига от круговой частоты для натуральной цельной крови имеется плато. Показано, что в медленном потоке плазмы крови вблизи стенки сосуда может образоваться стационарный слой плазмы, способствующий увеличению функциональной толщины поверхностных слоев в сосудах. Напряжение сдвига, рассчитанное по скорости сдвига на стенке и вязкости крови, является неточным, если не учитывается наличие этого промежуточного слоя.
DOI: 10.15372/PMTF20220605 |
|
В. Линь1,2, Ю. Чзан2
1Технологический институт г. Уси, Уси, Китай
327294703@qq.com
2Университет Чанчжоу, Чанчжоу, Китай
engmech1@sina.com
Ключевые слова: клеточная мембрана, перенос, вода, проскальзывание
Страницы: 51-57
Аннотация >>
Проведено моделирование процесса просачивания воды через клеточную мембрану в организме человека. В клеточной мембране толщиной 7÷8 нм плотно распределены нанопоры радиусом 0,2÷0,5 нм. Вычислены значение перепада давления и критическое значение потери мощности в отдельной нанопоре, при которых происходит проскальзывание на стенке канала. Установлено, что скорость скольжения существенно увеличивается с уменьшением радиуса поры и возрастает по линейному закону с увеличением потери мощности в поре. Показано, что в отсутствие проскальзывания на стенке канала массовая скорость потока воды через поры значительно меньше вычисленной по классической гидродинамической теории, но на 3-5 порядков больше вычисленной по классической гидродинамической теории движения потока при наличии проскальзывания на стенке. Скорость потока существенно зависит от потери мощности в поре.
DOI: 10.15372/PMTF20220606 |
|
Ч. Чзан, В. Ч. Ван, Ч. Т. Тун
Тяньцзиньский технологический университет, Тяньцзинь, 300384, Китай
tjut.edu.cn
Ключевые слова: охлаждаемая лопатка турбины, пересекающиеся ребра, тепловые граничные условия, эффективность теплопередачи
Страницы: 58-67
Аннотация >>
Исследуется влияние тепловых граничных условий для оребренных охлаждающих каналов с двумя пересекающимися ребрами жесткости. Результаты численных расчетов получены при значении числа Рейнольдса, равном 30 000, для двух типов тепловых граничных условий (заданная постоянная температура стенки и заданный на стенке равномерный поток тепла). Вычисляются локальное нормированное число Нуссельта и его осредненное по площади значение. Исследуется влияние граничных условий на эффективность теплопередачи. Показано, что при наличии на стенке потока тепла эффективность теплопередачи выше, чем при заданной постоянной температуре стенки. Предложена аппроксимация зависимости числа Нуссельта от отношения температуры стенки к температуре охлаждающей жидкости и проведено ее сравнение с аппроксимациями, предложенными ранее.
DOI: 10.15372/PMTF20220607 |
|
С.В. Мелешко1, П. Сириват2
1Технологический университет им. Суранари, Накхон Ратчасима, 30000, Таиланд
sergey@math.sut.ac.th
2Университет Мэ Фа Луанг, Чианг Рай, 57100, Таиланд
piyanuch.sir@mfu.ac.th
Ключевые слова: групповая классификация, группа эквивалентности, допустимая группа Ли, уравнения Грина-Нагди
Страницы: 68-81
Аннотация >>
Исследуются двумерные уравнения Грина - Нагди в случае неровного рельефа дна. Рассматривается функция, которая определяет топографию дна и может зависеть от времени. С использованием алгебраического подхода проводится групповая классификация исследуемых уравнений относительно функции, описывающей топографию дна.
DOI: 10.15372/PMTF20220608 |
|
С.Г. Миронов, Т.В. Поплавская, С.В. Кириловский, И.Р. Валиуллин, Т.С. Милицина, А.А. Маслов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
mironov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковое обтекание, газопроницаемые пористые вставки, аэродинамическое сопротивление
Страницы: 82-90
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального и численного моделирования сверхзвукового обтекания под различными углами атаки цилиндра с передней газопроницаемой ячеисто-пористой вставкой. В аэродинамической трубе Т-327 Института теоретической и прикладной механики СО РАН при числе Маха, равном 7, и числе Рейнольдса, равном 1,5 x 106 м-1, выполнены весовые измерения на моделях диаметром 10,0; 14,5; 24,0; 34,0 мм с пористой вставкой, имеющей длину, равную двум диаметрам цилиндра, величину пористости 95 %, диаметр пор 1; 2; 3; 4 мм, диапазон углов атаки модели равен 0÷25o. Численное моделирование выполнено на основе решения трехмерных уравнений Навье - Стокса, осредненных по Рейнольдсу, с использованием (k-ω)-SST-модели турбулентности, тороидальной скелетной модели пористого материала. Путем обобщения экспериментальных и расчетных данных для нормированного коэффициента аэродинамического сопротивления при различных углах атаки получены эмпирические зависимости этой величины от параметра подобия, включающего отношение диаметра пор к диаметру цилиндра и число Маха.
DOI: 10.15372/PMTF20220609 |
|
А.В. Бойко, С.В. Кириловский, Т.В. Поплавская
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
boiko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: ламинарно-турбулентное обтекание, e-метод определения положения перехода, численное моделирование
Страницы: 91-95
Аннотация >>
Представлены результаты методической работы по оптимизации расчетов ламинарно-турбулентного обтекания на различных расчетных сетках с целью экономии вычислительных ресурсов. Исследование выполнено на основе данных расчета дозвукового обтекания стреловидного крыла в виртуальной аэродинамической трубе с использованием пакета вычислительной гидрогазодинамики ANSYS Fluent с подключаемым блоком для определения ламинарно-турбулентного перехода, разработанным в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН на базе eN-метода.
DOI: 10.15372/PMTF20220610 |
|
Е.Н. Журавлева1,2, В.В. Пухначев1,2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
zhuravleva_e@mail.ru
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия
pukhnachev@gmail.com
Ключевые слова: течение жидкости со свободной границей, точные решения
Страницы: 96-103
Аннотация >>
Рассматривается задача о вращении слоя жидкости, ограниченного твердой плоскостью и параллельной ей свободной поверхностью. Жидкость может быть идеальной или вязкой. Формулируются условия существования решения соответствующих задач для уравнений Эйлера и Навье - Стокса на бесконечном интервале времени. Приводятся примеры численного решения задачи.
DOI: 10.15372/PMTF20220611 |
|
А.Л. Казаков1, Л.Ф. Спевак2
1Институт динамики систем и теории управления им. В. М. Матросова СО РАН, Иркутск, 664033, Россия
kazakov@icc.ru
2Институт машиноведения им. Э. С. Горкунова УрО РАН, Екатеринбург, 620049, Россия
lfs@imach.uran.ru
Ключевые слова: система реакция - диффузия, диффузионная волна, теорема существования и единственности, степенной ряд, радиальные базисные функции
Страницы: 104-115
Аннотация >>
Для нелинейной параболической системы реакция - диффузия строятся и исследуются решения типа диффузионных волн. Впервые рассмотрена постановка задачи, которая предполагает задание несовпадающих нулевых фронтов для различных искомых функций. Доказана теорема существования и единственности решений в виде рядов в классе кусочно-аналитических функций. Для построения приближенных решений искомого типа предложен пошаговый итерационный алгоритм, основанный на методе коллокации и разложении по радиальным базисным функциям. Выполнены расчеты, для верификации результатов которых применялись отрезки рядов. Проведен численный анализ поведения построенных решений.
DOI: 10.15372/PMTF20220612 |
|
Ю.В. Пахаруков1,2, Ф.К. Шабиев1,2, Р.Ф. Сафаргалиев1,2, А.В. Шабиева3
1Тюменский государственный университет, Тюмень, 625003, Россия
pacharukovyu@yandex.ru
2Тюменский индустриальный университет, Тюмень, 625000, Россия
faridshab@mail.ru
3Тюменский государственный медицинский университет, Тюмень, 625023, Россия
anna.shabieva@yandex.ru
Ключевые слова: графеновая наножидкость, графеновая пленка, гофрированная поверхность, пористая среда
Страницы: 116-121
Аннотация >>
Рассмотрен механизм увеличения проницаемости водной графеновой суспензии, протекающей через нефтенасыщенный керн, по сравнению с проницаемостью воды. Показано, что увеличение проницаемости обусловлено формированием гофрированных пленок на границе двух несмешивающихся жидкостей в процессе их взаимного движения. Волнообразные поверхности появляются вследствие неустойчивости Кельвина - Гельмгольца на межфазной границе графеновая наножидкость - углеводород. Также показано, что появление неустойчивости возможно только при наличии переходного слоя - графеновой пленки.
DOI: 10.15372/PMTF20220613 |
|
В.Ю. Ляпидевский, А.А. Чесноков
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
liapid@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: слой смешения, мелкая вода, внутренние волны, приближение Буссинеска
Страницы: 122-134
Аннотация >>
Предложены две нелинейные модели, описывающие в длинноволновом приближении формирование и эволюцию слоя смешения между двумя сонаправленными потоками стратифицированной жидкости в рамках трехслойного представления течения. Обе модели имеют близкую структуру, и в приближении Буссинеска уравнения движения единообразно записываются в виде системы неоднородных законов сохранения. Определены скорости распространения возмущений и сформулированы понятия докритического (сверхкритического) течения. Построены непрерывные и разрывные решения моделей. Показано, что при достаточно большой разности скоростей сонаправленных потоков стационарный слой смешения монотонно расширяется, при этом реализуется режим максимального вовлечения. При уменьшении начальной разности скоростей спутных потоков формируется осциллирующее стационарное решение и структура слоя смешения принимает волновой характер. Для одного из режимов течения проведено сравнение полученных решений с экспериментальными данными.
DOI: 10.15372/PMTF20220614 |
|
Н.И. Макаренко, Ж.Л. Мальцева, А.А. Черевко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
makarenko@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: двухслойная жидкость, слабая стратификация, сдвиговая неустойчивость
Страницы: 135-144
Аннотация >>
Рассматривается задача о внутренних волнах в двухслойной стратифицированной жидкости с плотностью, экспоненциально зависящей от глубины внутри слоев и имеющей скачок на поверхности раздела. Выведено уравнение второго длинноволнового приближения, описывающее уединенные волны. Исследованы спектральные свойства уравнений малых возмущений горизонтального кусочно-постоянного течения и охарактеризованы возможные механизмы возникновения сдвиговой неустойчивости расслоенного течения.
DOI: 10.15372/PMTF20220615 |
|
А.А. Голышев, С.В. Долгова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
alexgol@itam.nsc.ru
Ключевые слова: керамическое волокно, SiC, сплав Ti64, поверхностная лазерная наплавка, высокоскоростное соударение
Страницы: 145-149
Аннотация >>
Предложена методика изготовления металлического композиционного материала из титанового сплава Ti64, армированного керамическими волокнами SiC, с использованием технологии поверхностной лазерной наплавки. Изучено влияние параметров лазерного воздействия на форму единичного трека. Проведены исследования стойкости формируемого композитного материала при высокоскоростном соударении. Показано, что для образца, армированного керамическими волокнами, глубина кратера в подложке на 37 % меньше, чем для образца из сплава Ti64.
DOI: 10.15372/PMTF20220616 |
|
С.П. Киселев, В.П. Киселев, Е.В. Ворожцов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
kiselev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, метод сглаженных частиц, соударение, частица алюминия, пластина из титана, метод холодного газодинамического напыления, интерметаллид
Страницы: 150-165
Аннотация >>
Разработана методика и создана программа для численного расчета методом сглаженных частиц процесса деформирования упругопластического материала в осесимметричном случае при наличии контактных границ и теплопроводности материалов. С помощью данной программы решена задача о соударении частицы алюминия с пластиной из титана в условиях холодного газодинамического напыления. Показано, что при соударении в окрестности контактной границы частица - преграда происходит интенсивный нагрев частицы алюминия до значений температуры порядка 400 \gr. Рассчитанная температура значительно меньше температуры плавления алюминия. Предложено объяснение механизма возникновения химической связи между алюминиевой частицей и пластиной из титана в условиях холодного газодинамического напыления вследствие образования интерметаллида в горячем слое вблизи контактной границы за счет самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
DOI: 10.15372/PMTF20220617 |
|
С.Д. Саленко, Ю.А. Гостеев
Новосибирский государственный технический университет, 630073 Новосибирск, Россия
salenkosd@yandex.ru
Ключевые слова: пролетные строения мостов, вихревое возбуждение колебаний, амплитуда аэроупругих колебаний, инженерная методика
Страницы: 166-173
Аннотация >>
Предложена инженерная методика определения амплитуд колебаний при вихревом возбуждении, учитывающая зависимости коэффициента возбуждающей силы, числа Струхаля и логарифмического декремента колебаний от амплитуды колебаний сооружения, распределение корреляции пульсаций аэродинамической силы по длине строения и включающая методику Eurocode как частный случай. Показано, что разработанная методика, в отличие от известных, позволяет более достоверно рассчитывать амплитуды колебаний пролетных строений при вихревом возбуждении.
DOI: 10.15372/PMTF20220618 |
|
П.И. Анферов, Т.А. Пьяных, И.В. Шевелева
Сибирский федеральный университет, Красноярск, 660041, Россия
panferov@sfu-kras.ru
Ключевые слова: теория термоупругости, плоская деформация полосы, уравнения равновесия, уравнения совместности деформаций в напряжениях, преобразования Фурье и Лапласа
Страницы: 174-181
Аннотация >>
С использованием интегральных преобразований Фурье и Лапласа численно получено аналитическое решение квазистатической задачи термоупругости для полосы с постоянными свойствами. Приведены результаты численных расчетов.
DOI: 10.15372/PMTF20220619 |
|
Д.А. Пожарский, Н.Б. Золотов
Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, 344000, Россия
pozharda@rambler.ru
Ключевые слова: периодический контакт, трансверсальная изотропия, слой
Страницы: 182-190
Аннотация >>
Изучаются пространственные периодические контактные задачи о бесконечных прямолинейных цепочках штампов, действующих на грань трансверсально-изотропного упругого слоя, другая грань которого находится в условиях скользящей заделки. Плоскости изотропии параллельны или перпендикулярны граням слоя. Для решения контактных задач применяется метод нелинейных граничных интегральных уравнений, позволяющий одновременно определить область контакта и контактные давления. Выполнены расчеты для известных трансверсально-изотропных материалов.
DOI: 10.15372/PMTF20220620 |
|
М.А. Леган, А.В. Мирошниченко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
legan@ngs.ru
Ключевые слова: разномодульность, экспериментальное исследование, контактная задача, метод конечных элементов
Страницы: 191-196
Аннотация >>
Проведен анализ структуры пеноматериалов. Отмечено, что диаграммы деформирования пеноматериалов при одноосных растяжении и сжатии различаются. Предложена упрощенная физическая модель разномодульного пеноматериала, представляющая собой стальное кольцо. Модель исследована на испытательной машине Walter + Bai AG LFM-L-1. С использованием программного пакета ANSYS Workbench проведен анализ деформирования модели с учетом контактного взаимодействия ее элементов. Выполнено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными.
DOI: 10.15372/PMTF20220621 |
|
