Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлен краткий обзор выполненных в Институте теплофизики СО РАН экспериментальных исследований газодинамики сверхзвуковых струй малой плотности, включая создание вакуумного газодинамического комплекса, разработку электронно-пучковых и лазерных методов диагностики, изучение влияния эффектов вязкости и неравновесности на область свободного сверхзвукового расширения и на ударно-волновую структуру недорасширенных струй. Рассмотрены проблемы и представлены примеры моделирования на вакуумных стендах силового, теплового и загрязняющего воздействия натурных струй двигателей ориентации на элементы конструкций космических аппаратов и орбитальных станций

Рассмотрены особенности газовых течений из сверхзвуковых сопел в затопленное пространство в условиях кластерообразования. Излучение частиц в потоке инициировалось посредством хорошо сфокусированного высоковольтного электронного пучка. Регистрация излучения проводилась с помощью фотокамеры высокого разрешения и спектрометра с широким диапазоном длин волн. Показано, что для характерных размеров струй конденсирующихся газов во всем диапазоне исследованных значений давления торможения и фонового окружающего пространства применима такая же зависимость от параметров, как в случае внесения поправочного коэффициента для учета влияния конденсации, в свою очередь зависящего от размера кластеров. Представлена форма поправочного коэффициента. Исследованы зависимости от внешних параметров обнаруженного ранее процесса формирования вторичной внешней струи в потоках легкоконденсирующихся газов - "кластерного следа". Рассмотрены причины и условия возникновения данного эффекта. Проведено сравнение процессов формирования традиционной веретенообразной струи и новой вторичной. Представлены результаты измерения с помощью метода фотометрии диаметров традиционной и вторичной струй в максимальных сечениях, с различными режимами истечения. Рассмотрены причины различий процессов формирования традиционной струи и вторичного потока в условиях развитой конденсации частиц. Установлено влияние "кластерного следа" на процесс проникания газа из окружающего пространства внутрь сверхзвукового потока. Рассмотрены особенности излучения частиц "кластерного следа", получены оценки времени существования излучения в возбужденном состоянии

С использованием кинетического и континуального подходов проведено численное исследование сверхзвукового истечения газа из кольцевого сопла в камеру низкого давления. Такие течения применяются в газоструйных плазмохимических технологиях, в которых используется электронный пучок, проходящий через осевой канал. Исследование проводилось с использованием прямого статистического моделирования с помощью метода Монте-Карло и путем решения уравнений сплошной среды в рамках пакета ANSYS Fluent. Показано, что полученные решения даже в зонах низкой плотности в канале электронного пучка хорошо согласуются. Это позволяет сделать вывод о возможности использовать пакет ANSYS Fluent для моделирования течений данного типа

Проведено исследование смачиваемости текстурированных поверхностей медной и углеродной подложек. Установлено, что такие геометрические параметры создаваемых текстур, как глубина и регулярность, оказывают существенное влияние на лиофильность поверхности, а также на характер растекания и движения капли воды. Значения краевых углов, полученные экспериментально, согласуются со значениями углов, полученными при молекулярно-динамическом моделировании

Определены безразмерные параметры и законы подобия, описывающие геометрические размеры металлокерамического наплавляемого валика, формируемого в процессе прямого лазерного выращивания. В качестве порошковой смеси использовались титановый сплав ВТ-6 и керамика (карбид кремния SiC) с различной объемной долей. Предложена модель для оценки теплофизических параметров гетерогенного материала. Показано, что независимо от объемной доли керамики безразмерные геометрические параметры единичного трека (глубина, ширина и высота) зависят от двух безразмерных параметров: нормированной энтальпии и числа Пекле, причем эти зависимости могут быть аппроксимированы алгебраическими выражениями

Представлены результаты численного моделирования нестационарного течения в осесимметричном воздухозаборнике внутреннего сжатия, испытанного в импульсной аэродинамической трубе с форкамерой фиксированного объема. Выполненные расчеты позволили выявить основные особенности различных режимов: нестационарных режимов запуска трубы и воздухозаборника, режима квазиустановившегося рабочего потока в трубе, режима квазистационарного обтекания воздухозаборника в запущенном состоянии при сверхзвуковой скорости потока в канале, а также последующего нестационарного перехода к режиму с выбитой головной ударной волной на входе при дозвуковой скорости в канале. Выявлен неизвестный ранее режим обтекания воздухозаборника с волнообразным перемещением головной ударной волны. Показано, что со временем колебания затухают, при этом положение ударной волны в набегающем потоке стабилизируется на некотором расстоянии от передней кромки воздухозаборника с сохранением рабочего режима течения в трубе

Рассматривается задача о мгновенной закачке или отборе ньютоновской жидкости через нагнетательную или добывающую скважину в бесконечный пласт с вертикальной магистральной трещиной постоянной ширины при заданных постоянных забойном давлении на скважине и пластовом давлении. Найдены аналитические решения для полей давления в трещине и пласте при закачке или отборе жидкости, а также для скорости течения в трещине. Получены явное выражение для утечки (притока) жидкости из трещины в пласт (из пласта в трещину) и уравнения траекторий частиц в трещине и пласте. Для полученных решений построены поля давления, распределения скорости жидкости в трещине и утечек жидкости из конечной трещины в ограниченный пласт при различных значениях проницаемости пласта

Выполнено прямое численное моделирование процесса взаимодействия ламинарного пограничного слоя с ударной волной при числе Маха, равном 1,45. Исследовано влияние периодического теплового источника на характер данного взаимодействия

Проведено исследование тепловых характеристик системы двухфазного закрытого термосифона, в котором в качестве рабочей жидкости используется метанол. Изучено влияние электрической тепловой мощности, объема заполняющей жидкости, расхода жидкости, угла наклона трубки и температуры охлаждающей воды на температуру на выходе из трубки. Проведены исследования при различных значениях объема заполняющей жидкости в диапазоне от 4 мл (объем наполовину заполненного испарителя) до 9 мл (объем переполненного испарителя). Рассматривались значения массового расхода жидкости в диапазоне 0,2÷0,7 кг/мин, значения мощности подводимого тепла в диапазоне 13,0÷41,4 Вт и значения температуры охлаждающей воды в диапазоне 15÷35 ° С. Установлено, что оптимальное заполнение трубки жидкостью обеспечивает наилучшую температуру на выходе, при этом коэффициент теплопередачи составляет от 64 до 71 %. Исследовано влияние изолированной адиабатической зоны на распределение температуры вдоль тепловой трубки

Исследуется влияние радиуса отверстия в упругом слое на величину критической внешней нагрузки в момент начала разрушения, определяемый энергетическим критерием. Использование в качестве критерия разрушения потока свободной энергии через дугу взаимодействия позволяет описать зависимость критической внешней нагрузки от радиуса отверстия. Длина дуги взаимодействия, построенной в окрестности точки максимума свободной энергии, определяется через линейный параметр. Максимальное значение линейного параметра может быть принято в качестве материальной константы. С использованием известных экспериментальных данных получена оценка введенного линейного параметра для слоя из полиметилметакрилата