Главная – Журналы – Поиск по журналам

Работа посвящена экспериментальному исследованию восприимчивости трехмерного пограничного слоя на модели скользящего крыла к акустическим волнам в присутствии локализованных микроскопических неровностей поверхности. Исследования проведены в условиях контролируемых возмущений. Свойства возмущений, наблюдаемых в пограничном слое вниз по потоку от неровности, подробно изучены с помощью термоанемометра. С использованием процедуры разделения сигналов, в том числе их разложения на нормальные моды частотно-волнового спектра, возмущения, соответствующие волнам неустойчивости, отделены от сигналов, обусловленных самой акустической волной и возбуждаемой ей вибрацией. В отличие от предыдущих экспериментов показано, что акустические волны действительно преобразуются на неровностях поверхности в волны неустойчивости поперечного течения. С помощью экстраполяции полученных данных на положение неровности поверхности определены начальная амплитуда и фаза возбуждаемой нормальной моды неустойчивости и получена оценка комплексного коэффициента акустической восприимчивости течения.

Исследовано влияние структуры поверхности на свободномолекулярное течение газа в прямоугольном канале методом пробной частицы Монте-Карло. Показано, что так называемое сверхдиффузное рассеяние, наблюдаемое в ряде экспериментов по течению, является результатом неучета фактора шероховатости. Учет этого фактора приводит к удовлетворительному согласию расчетных и экспериментальных данных.

Проведено численное моделирование струи стационарного плазменного двигателя с использованием PIC-DSMC и PIC-MCC подходов, различающихся методами описания столкновительных процессов. Показано, что PIC-MCC подход обладает более высокой численной эффективностью. Получено хорошее совпадение результатов моделирования с данными измерений плотности ионного тока в струе двигателя СПД-100. Проведено сравнение способов описания взаимодействия струи с остаточным газом в вакуумной камере. На основе результатов численного моделирования исследовано возвратное течение медленных ионов в струе двигателя СПД-100.

Изучен спектральный состав возмущений, обнаруженных на начальном участке сверхзвуковой неизобарической струи экспериментальными методами, вычислены значения коэффициентов продольного усиления возмущений. На основе сравнения с расчетно-теоретическими данными сделан вывод о том, что в потоке реализуются продольно-вихревые возмущения Тейлора <!mdash!> Гертлера. Приводятся данные о влиянии чистоты обработки сопла на спектральный состав индуцируемых волн.

Исследована конденсация моносилана и его смеси с аргоном в диапазоне давлений торможения 10 - 300 кПа при адиабатическом расширении в свободной сверхзвуковой струе. Использована масс-спектрометрическая диагностика в импульсных молекулярных пучках, сформированных из свободных сверхзвуковых струй, что значительно расширило диапазон расходов и давлений в газовых источниках по сравнению с установками непрерывного действия. Изучен состав потока в зависимости от параметров торможения. В конденсирующих потоках смеси аргон моносилан зарегистрированы осколки кластеров аргона, моносилана (вплоть до пентамеров), а также ионы смешанных кластеров вида Ar(SiH_n;)_m;⁺; и Ar_k;SiH_n;⁺;Ar_k;, k, m и n целые числа. Определены условия истечения, позволяющие получать смешанные аргон-силановые комплексы. Обнаружено, что рост давления торможения приводит к изменению соотношения интенсивностей пиков аргона и силанов, обусловленному, по-видимому, изменением состава кластеров.

Разработана методика оценки случайной погрешности определения параметров пространственного потока с помощью многоканальных пневмометричеких зондов. Показано, что использование оптимальной схемы измерения давления позволяет существенно снизить инструментальную погрешность определения параметров потока.

В гидродинамической постановке рассмотрена двумерная стационарная структура течения в пленке горючей жидкости на теплопроводной подложке при распространении тепловой волны, связанной с фронтом горения. Проанализирован физический механизм формирования данной структуры. Показано, что основная роль в нем принадлежит термокапиллярной силе. Обоснован вывод о том, что существование стационарного режима возможно лишь при достаточно низких значениях градиента температуры на поверхности пленки. Получено критическое условие, определяющее стабильность данного режима.

Найдены нелинейное распределение концентраций смеси и величина стационарного конвективного потока, характеризующие смешение газовых компонентов в системе двух колб, соединенных двумя вертикальными каналами. Значение потока определяется трансцендентным уравнением, единственный параметр которого является некоторым аналогом числа Рэлея . Условие возникновения конвекции неравенство 96 = _cr. Для > (2 - 3)_cr выведено предельное значение безразмерного расхода, который стремится к величине (/16 - 2).

Скорость звука в HFC-227еа (1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана) определена методом ультразвукового интерферометра в жидкой и газовой фазах в интервале температур от 273 до 393 K и давлений от 0,005 до 3,5 <!ndash!> 4,0 МПа на образцах с чистотой не хуже 99,99 мол. %. Погрешности измерения температуры и давления не превышали 0,02 K и 0,2 <!ndash!> 1,5 кПа. Погрешности полученных данных о скорости звука при P > 0,1 МПа не превышают 0,1 <!ndash!> 0,15 %, а при P < 0,05 МПа составляют около 0,2 %. По данным о скорости звука рассчитана изобарная теплоемкость HFC-227еа в идеально-газовом состоянии.

Предложен численный алгоритм определения температуры и излучательной способности по зарегистрированному спектральному распределению интенсивности излучения свободно излучающих нагретых тел либо изотермической системы поверхностей. Алгоритм использует специальное начальное приближение и последовательно уточняет вид параметрической зависимости излучательной способности от длины волны, переходя от линейной к более сложным зависимостям, нелинейным по длине волны и параметрам. При этом для каждой новой зависимости уточняется и соответствующая температура. Алгоритм апробирован на данных, полученных с помощью экспериментальных зависимостей нормальной излучательной способности от длины волны для вольфрама, тантала, молибдена, ниобия и циркония, а также для изотермической вольфрамовой полости. Проведена численная оценка устойчивости алгоритма при возмущении таких данных модельными случайными ошибками, по уровню близкими к экспериментальным.