Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведено численное исследование вихревого течения двухкомпонентной жидкости в цилиндрической области. Использованная для численных расчетов модель основывается на методе решеточных уравнений Больцмана (LBM). Интеграл столкновения в данной модели определен приближением MRT. Взаимодействие компонент жидкостей описывается моделью диффузного интерфейса, где использовано приближение псевдопотенциалов. Основной недостаток подхода - дисбаланс дискретных сил межкомпонентного взаимодействия и, как следствие, возникновение псевдотоков в области перехода между двумя компонентами. В рамках проведенного численного исследования установлен качественный вид функции псевдопотенциала и величина коэффициента взаимодействия компонент жидкостей, для которых псевдотоки оказываются наименьшими, а диффузный переход - наиболее узким. Выполнено численное моделирование задачи вращения двух компонент в цилиндре и определены области параметров числа Рейнольдса и относительного удлинения цилиндра, при которых появляется рециркуляция на оси цилиндра. Показано, что результаты моделирования с хорошей точностью соответствуют экспериментальным данным.

Представлены результаты численных исследований характеристик турбулентного пограничного слоя при вдуве воздуха через гладкую плоскую перфорированную поверхность с одиночным отверстием, а также через аналогичную поверхность с группой расположенных на ней в шахматном порядке отверстий диаметром 0,18 мм (d/δ = 0,0072) в условиях обтекания низкоскоростным потоком газа. Число Рейнольдса Re^**, вычисленное по толщине потери импульса δ^** перед перфорированным участком, составляет 2600. Коэффициент вдува C_b менялся в диапазоне 0 - 0,0438. Выполнен анализ влияния некоторых геометрических параметров, в частности, межцентрового расстояния между отверстиями, на свойства поперечного сдвигового потока при вдуве, интенсивность которого сохранялась одинаковой как для одиночного отверстия, так и для группы отверстий. Показано, что во всех случаях наблюдается устойчивое снижение локального трения, величина которого меняется в зависимости от количества моделируемых отверстий и схемы их расположения на поверхности.

Выполнены экспериментальные исследования теплоотдачи и гидравлических потерь в канале, одна стенка которого представляла собой поверхность с траншейными лунками. Рабочая поверхность имела четыре ряда лунок, поочередно расположенных под углами 45° и - 45° к оси канала. На ламинарном режиме теплоотдача и потери давления оказались близкими к соответствующим параметрам гладкого канала. На турбулентном режиме получена 1,5-кратная интенсификация теплоотдачи по отношению к теплоотдаче в гладком канале. Получена зависимость прироста потерь давления от числа Рейнольдса, качественно согласующаяся с зависимостью для каналов с песочной шероховатостью.

Представлены результаты экспериментального исследования влияния продольных ребер на момент сопротивления вращению для течения Куэтта -Тейлора между двумя вращающимися цилиндрами. Тангенциальное число Рейнольдса в экспериментах изменялось как за счет вариации числа оборотов цилиндра, так и вязкости рабочей жидкости (водоглицериновый раствор). Экспериментами охвачены ламинарный, переходной и турбулентный режимы течения (Re = 200 - 1·10⁵). Показано, что ребра оказывают интенсифицирующее воздействие на момент сопротивления и диссипацию механической энергии только в области малых чисел Рейнольдса (Re < 2000) при ламинарном режиме и наличии в зазоре вихрей Тейлора. Эффект интенсификации может достигать двух и более раз, и это обусловлено интенсивной турбулизацией течения продольными ребрами. В турбулентном режиме течения интенсификации тепловыделения не наблюдается, что подтверждается имеющимися в литературе данными.

Численно и экспериментально исследуется неизобарическая сверхзвуковая струя колебательно возбужденного углекислого газа, истекающая из конвергентных осесимметричных сопел в широком диапазоне их диаметра (от 0,03 мм до 114 мм). Численное моделирование осуществлялось в рамках двухтемпературного подхода с использованием релаксационного уравнения Ландау - Теллера для каждой колебательной моды молекул углекислого газа. Оно показало влияние колебательной неравновесности молекул на газодинамическую структуру струй в диапазоне температур 300 - 900 K, и это влияние подтвердилось экспериментально. Колебательное возбуждение молекул в эксперименте осуществлялось путем нагрева газа. Эффект колебательной неравновесности выражается в уменьшении амплитуд статического давления в ячейках волновой структуры, а также в уменьшении продольного размера и количества ячеек волновой структуры по сравнению с равновесным сверхзвуковым течением. Показано, что максимальный эффект неравновесности проявляется в струях, истекающих из сопла диаметром ≅ 3 мм.

Вследствие наблюдаемых климатических сдвигов актуализируется проблема адекватной оценки углероддепонирующей способности лесов и ее возможных климатически обусловленных изменений. Для достижения оптимальной продуктивности растения должна быть обеспечена определенная пропорциональность между его органами, которая зависит в том числе от относительного количества фитомассы в них. В отличие от теорий метаболического масштабирования и адаптивного распределения масс, выполненное исследование связано с концепцией, основанной на негауссовских распределениях. С использованием опубликованных данных о фитомассе 4515 деревьев лесообразующих хвойных родов Евразии изложена новая концепция ранжирования фракций фитомассы на основе модифицированной модели Ципфа - Парето. В связи с тем, что ствол и ветви в архитектонике дерева выполняют одну и ту же функцию, а именно осуществление ксилемного и флоэмного транспорта и поддержание ассимиляционного аппарата дерева в пространстве полога, названные две фракции мы объединяем при ранжировании фитомасс в один общий блок. Поскольку у однолетних сеянцев ветви отсутствуют, и хвоя крепится непосредственно к их стволику (оси побега), объединение фитомасс ствола и ветвей в единый блок позволило рассмотреть динамику распределения фитомасс в растении в полном возрастном диапазоне, от сеянцев до спелых деревьев. Приняв ранжирование фитомасс в последовательности ствол плюс ветви, корни и хвоя, мы установили на начальном этапе роста растений положительную связь с рангом фитомасс. По мере роста растения названная положительная связь меняет знак и становится отрицательной. Представленная закономерность подтверждена статистически на уровне p<0.999. Смена знака коэффициента конкуренции за ресурс происходит у всех родов в довольно узком возрастном диапазоне (от 2 до 7 лет).

Приведены результаты исследования семенной продуктивности и посевных качеств семян на лесосеменных объектах кедра сибирского ( Pinus sibirica Du Tour) в Пыжинском участковом лесничестве Турочакского лесничества Республики Алтай. Объектами исследований были лесосеменные плантации первого порядка (ЛСП) и постоянные лесосеменные участки улучшенного происхождения, созданные в 1980-1988 гг. саженцами плюсовых деревьев на площади 22.8 га. Семенная продуктивность и качества семян оценивались в средний по урожайности год общепринятыми методами. Средняя урожайность семян составила 31 кг/га, при варьировании по объектам от 8 до 73кг/га, размеры шишек - 7.0 × 5.4 см, при варьировании от 4.5 × 4.0 до 9.0 × 6.0 см. Установлено, что основной вклад в изменчивость урожайности вносит возраст, который составлял на момент исследований 27-34 года. Выход семян из шишек и жизнеспособность семян несколько снижены в сравнении с естественными насаждениями. Наиболее высокой урожайностью (73 кг/га) и жизнеспособностью семян (87 %) отличается самая большая по возрасту лесосеменная плантация закладки 1980 г. На основе этого сделан прогноз о достижении ЛСП семенной продуктивности, свойственной спелым кедровникам Алтая (150 кг/га), к 50 годам. Наименее изменчивыми признаками являются размеры шишек и семян и индексы их формы (коэффициенты вариации около 9-10 %). Промежуточными и довольно нестабильно воспроизводящимися на различных объектах являются коэффициенты вариации жизнеспособности семян (5-58 %). Очевидно, это обусловлено различиями в эффективности опыления вследствие разного возраста древостоев. Наибольшей изменчивостью (от 30 до 200 % и более) отличаются весовые и счетные показатели.

Приведены результаты исследования взаимосвязи таксационных показателей одновозрастных высокополнотных, чистых по составу сосновых древостоев экологического парка «Затюменский» г. Тюмени с крупностью деревьев по диаметру и их относительной высотой с возможным использованием последней в оценке состояния. Установлено, что на долю мелких по диаметру деревьев приходится 6-13 % общего количества деревьев на пробных площадях, запас которых не превышает 4 % от общего запаса древостоя. Крупные по диаметру деревья составляют 18-36 % от общего количества деревьев и 30-50 % от общего запаса на пробных площадях. По санитарному и относительному жизненному состоянию, относительной высоте и коэффициенту напряженности роста мелкие по диаметру деревья в большинстве случаев характеризуются как сильно ослабленные, отмирающие и биологически неустойчивые, а крупные и средние по диаметру деревья - как здоровые или ослабленные, но биологически устойчивые. На средние показатели общего состояния древостоя значительное отрицательное влияние оказывает наличие мелких по диаметру деревьев, в большинстве случаев сильно ослабленных и отмирающих. Выявлена общая закономерность ухудшения состояния древостоя с увеличением рекреационного воздействия. Установлено, что ослабленные деревья со значением относительной высоты H/D < 100 характеризуются наименьшим диаметрам, а их количество и запас возрастают с увеличением рекреационного воздействия. По результатам проведенных исследований предложен ряд лесохозяйственных мероприятий для повышения биологической устойчивости, рекреационной привлекательности и защитных функций исследуемых сосняков.

Исследование качества древесины в осушаемом сосновом древостое проводили в зеленой зоне г. Архангельска на территории северотаежной части Архангельской области, которая относится к и Арктической зоне Российской Федерации. Проведены повторные измерения таксационных показателей на 6 постоянных пробных площадях, испытывающих влияние гидротехнической мелиорации с 1974 г. и реконструкции осушительной сети в 1990 г. До осушения на них произрастало заболоченное сосновое насаждение Vб класса бонитета. В настоящее время на осушаемом участке произрастают чистые средневозрастные древостои сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) кустарничково-сфагнового типа леса, IV класса бонитета. Для половины участков можно рекомендовать проведение рубок ухода по действующим в России Правилам ухода за лесами (2020). В результате исследования определено влияние осушения на годичные приросты ранней и поздней древесины и связанные с ними основные показатели качества древесины. По качеству древесины часть деревьев соответствует требованиям к авиационным пиломатериалам. Для наглядного одновременного анализа влияния качества работы осушительной сети, расположения объектов относительно осушительной сети и температуры воздуха в аномально жаркие годы построены диаграммы изменения средних показателей ширины годичного слоя и плотности древесины в осушаемых сосновых насаждениях по годам. Аналогичные диаграммы построены на основе измерения кернов модельного дерева на разных относительных высотах ствола. Указанный аналитический подход применен впервые. Высказано предположение, что через 10 лет таксационные показатели всех объектов будут соответствовать требованиям для назначения рубок ухода, и качество древесины в среднем будет повышаться, для чего рекомендовано провести реконструкцию каналов.

Приведены результаты исследований адаптации растений княженики арктической ( Rubus arcticus L.) сортов Astra и Sofia, полученных методом клонального микроразмножения, к нестерильным условиям ex vitro с применением гидропонного метода выращивания. Это - высокоценный в пищевом и лекарственном отношении лесной ягодный вид, редко встречаемый и имеющий небольшую урожайность в природных условиях. Адаптация к нестерильным условиям ex vitro является одним из лимитирующих этапов клонального микроразмножения. Приживаемость растений-регенерантов княженики арктической исследуемых сортов в условиях гидропонной установки составила 98 %, через месяц после высадки в открытый грунт - 69 %. Они имели более сильные различия по морфометрическим показателям между клонами внутри сорта, чем между сортами. На 20-е сутки адаптации их число достигало 5.0 шт. со средней длиной 2.5 см. После разделения на отдельные побеги на 45-е сутки растения имели в среднем побеги в числе 3.0 шт., со средней длиной 8.3 см. На 45-е сутки выращивания на гидропонной установке растения княженики арктической сорта Sofia имели более высокие морфометрические показатели надземной и корневой систем по сравнению с сортом Astra: по числу корней - на 30.3 %, по суммарной длине корней - на 23 %, по числу листьев - на 20 %, по числу побегов - на 14 %, по длине побегов - на 10 %. Показатели развития корневой системы на гидропонной установке зависели от сортовых особенностей и периода выращивания. Через 2 мес адаптации растения княженики арктической имели корни длиной 10-20 см и приросты побегов 20-30 см, что свидетельствует об их пригодности к высадке в условия открытого грунта.