Рассматривается конвективная неустойчивость воздуха, находящегося в порах между кристаллами льда в снеге. В приближении Буссинеска выведена система уравнений, описывающих процесс возникновения термической конвекции в толще снега. Показано, что для снега, так же как и для жидкости, имеется критериальное число, аналогичное числу Рэлея, которое определяет возникновение кризиса устойчивости воздуха в снеге. Оценивается вклад естественной конвекции воздуха в процессе тепло- и массопереноса в снеге, анализируются возможные причины большого разброса экспериментальных значений коэффициентов теплопроводности и диффузии снега.
Приведены результаты экспериментальных исследований продольных нелинейных колебаний газа в закрытой трубе. Изучены волны давления при широких диапазонах частот и амплитуд возбуждения. Обнаружены сильные нелинейные колебания газа вблизи частоты, втрое меньшей первой собственной частоты газового столба.
В рамках нелинейной теории рассмотрена задача об обтекании системы двух вихрей противоположной интенсивности потоком жидкости со свободной поверхностью. Найдена область параметров задачи, при которых не существует стационарного решения. Приведены результаты численного эксперимента по исследованию влияния интенсивностей вихрей и числа Фруда на форму свободной поверхности и гидродинамические реакции особенностей.
Проведено экспериментальное исследование влияния характера течения в форкамере сопла на высокочастотную границу спектра флуктуаций на границе сверхзвуковой сильно недорасширенной струи N2, истекающей из круглого звукового сопла в затопленное пространство. Варьирование числа Рейнольдса течения в форкамере сопла при заданном критическом сечении производилось изменением диаметра дозвуковой области. Высокочастотная граница спектра турбулентных флуктуаций оценена по двухточечным временным корреляционным функциям, для измерения которых применена методика, основанная на молекулярном рассеянии света. В качестве источников света использовано излучение двух импульсных лазеров с регулируемой задержкой между импульсами. Из результатов экспериментов следует, что высокочастотная граница спектра турбулентных флуктуаций и сам спектр существенно изменяются в зависимости от числа Рейнольдса течения в форкамере.
Предложен метод экспериментального определения силовых характеристик сопел (тяги, подъемной силы, момента) совместно с аэродинамическими характеристиками модели летательного аппарата при обдуве сверхзвуковым потоком. Испытания проводились на специальной методической модели при достижении равновесия сил тяги и сопротивления. Показана возможность определения в этих условиях внутренних силовых характеристик сопла, лобового сопротивления модели по измеренной тяге имитатора силовой установки, а также эффективных (с учетом влияния работающей силовой установки) подъемной силы и момента.
Приведена физическая модель взрывного кипения капель. В результате потери устойчивости межфазной поверхности жидкость – пар возникают фронты испарения. Определяющую роль при их распространении в метастабильной жидкости играет импульс отдачи пара. Отрыв капель с межфазной поверхности обусловлен действием термокапиллярных сил. Достоверность модели подтверждена сравнением расчетов с экспериментальными данными.
Предложена модель образования лепестковой структуры, в основу которой положена неустойчивость Рэлея–Тейлора, возникающая на стадии перехода течения от сверхзвуковой к напорной стадии. На данной стадии осуществляется резкое торможение течения, достигающее (1081010)g. Получено дисперсионное соотношение, позволяющее найти длину волны максимального роста. Определено количество образующихся лепестков на основе гипотезы, согласно которой оно является постоянным во времени.
С. Д. Алгазин, И. А. Кийко*
Московский государственный инженерно-физический институт, 115409 Москва *Московский государственный технический университет, 105839 Москва
Исследуется задача об устойчивости колебаний прямоугольной в плане пологой оболочки в потоке газа при произвольном направлении вектора скорости потока. Показано, что математически задача сводится к плохо обусловленной вычислительной проблеме. Для решения этой проблемы предложен численный алгоритм без насыщения, который позволяет получить приемлемое по точности решение на сетке из 169 = 1313 узлов. В конкретных расчетах для цилиндрической и сферической пологих оболочек обнаружены новые механические эффекты, касающиеся форм колебаний и зависимости критической скорости флаттера от направления вектора скорости потока.
Предложен ряд модификаций уравнения Клапейрона – Клаузиуса для деформируемых сред, в том числе для твердофазных превращений, зависящих от изменения дополнительных параметров. Предложена модель среды с тензорными концентрациями компонентов, для которой также справедливо единственное уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Введен тензорный аналог теплоты перехода, получено выражение для интегральной теплоты перехода, связанной с энергиями химических связей в кристаллической решетке. Аналитически показана принципиальная возможность определения собственной теплоты перехода в эксперименте, по крайней мере для медленных процессов.
1010)g. Получено дисперсионное соотношение, позволяющее найти длину волны максимального роста. Определено количество образующихся лепестков на основе гипотезы, согласно которой оно является постоянным во времени.
13 узлов. В конкретных расчетах для цилиндрической и сферической пологих оболочек обнаружены новые механические эффекты, касающиеся форм колебаний и зависимости критической скорости флаттера от направления вектора скорости потока.