Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматривается система уравнений Эйлера, описывающая двумерные стационарные течения идеальной жидкости. Эта система сводится к нелинейному уравнению Лапласа для функции тока. С помощью τ-функции Хироты находятся решения трех эллиптических уравнений: sin-Гордона, sinh-Гордона и Цицейки. Предложен простой метод построения решений в виде рациональных выражений в эллиптических функциях. Найденные решения описывают источники в завихренной жидкости, струйные течения, цепочки источников и стоков, вихревые структуры. Показано, что расход жидкости по замкнутой кривой квантуется в случае решения эллиптического уравнения sin-Гордона

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

Экспериментально исследуется движение жидкости в неравномерно вращающемся (либрирующем) цилиндре, торцы которого симметрично наклонены относительно плоскости поперечного сечения. Вследствие либраций в полости поддерживаются инерционные волны, которые при определенных частотах фокусируются на замкнутой траектории, называемой волновым аттрактором. Скорость пульсационного течения немонотонно меняется с изменением частоты и достигает максимального значения, когда аттрактор принимает форму квадрата. С увеличением амплитуды колебаний в полости пороговым образом возникают новые очаги завихренности, соответствующие инерционным волнам, частота которых отличается от частоты либраций. Выполнен фурье-анализ возмущений в надкритическом режиме и показано, что в спектре помимо основной частоты присутствуют две дополнительные гармоники, удовлетворяющие условию триадного резонанса

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

Приведены результаты исследований газодинамики и горения жидкого топлива в модельной камере сгорания, работающей на жидком топливе, с использованием различных численных подходов, направленных на создание верифицированного метода моделирования работы устройств сжигания топлива. Исследования выполнены в стационарной и нестационарной постановках с использованием моделей турбулентности RANS и гибридного вихреразрешающего подхода DES. Проведено сравнение полученных результатов с данными бесконтактного оптического эксперимента. Показано, что наибольшие различия экспериментальных и расчетных данных имеют место в приосевой области камеры сгорания, где формируется возвратное рециркуляционное течение. Указанная вихревая структура адекватно разрешается в рамках подхода DES, а также нестационарной модели турбулентности SAS SST. Использование указанных подходов наряду с моделью горения Flamelet позволило обеспечить максимальную точность прогнозирования характеристик закрученного реагирующего течения, в частности распределений скорости и температуры в камере сгорания

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

С использованием обобщенной математической модели неизотермической фильтрации природного газа в пористой среде и модифицированной квазистационарной модели образования (отложения) газовых гидратов в трубопроводах решена сопряженная задача для случая совместной работы системы газоносный пласт - скважина и дан прогноз изменения температуры, давления, влагосодержания газа и площади проходного сечения скважины. Установлено, что наличие слоя многолетнемерзлых пород большой толщины способствует ускорению процесса гидратообразования внутри скважины. Показано, что при учете минерализации пластовых вод продолжительность процесса полной закупорки скважины гидратами увеличивается

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

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

С использованием методов молекулярной динамики исследуются свойства алюминиевой матрицы, упрочненной нанолистами из нитрида бора, имеющими графеноподобную структуру. Установлено, что в композите, полученном в результате покрытия алюминиевой матрицы листами из нитрида бора, увеличиваются предел текучести, твердость и модуль упругости. Показано, что с увеличением числа слоев нитрида бора прочность композита увеличивается; с увеличением температуры уменьшается межфазная энергия, в результате чего ухудшаются механические свойства композита