Главная – Журналы – Поиск по журналам

С применением модифицированной e ~ ε модели турбулентности выполнено численное моделирование заключительной вязкой стадии вырождения безымпульсного турбулентного следа за сферой в изотропном турбулентном потоке. Законы вырождения согласуются с законами вырождения безымпульсного турбулентного следа в отсутствие турбулентного фона

Проведены экспериментальные исследования влияния обледенения на кинематические и силовые параметры рабочего элемента лопасти ветрогенератора с применением модифицированного метода лазерной доплеровской анемометрии. Моделирование арктических условий реализовано в специально сконструированном аэродинамическом климатическом стенде на основе оптически прозрачной трубы из оргстекла квадратного сечения 200×200 мм со следующими параметрами: скорость потока - до 20 м/с, температура - до - 20 °С, относительная влажность - до 90 %. Насыщение влагой потока осуществлялось генераторами мелкодисперсного аэрозоля. Потоки генераторов аэрозоля оптимизировались с помощью лазерной доплеровской анемометрии. Проведены измерения скоростей потока на расстояниях до 400 мм за задним краем лопатки и силовых характеристик элемента лопасти, подвергшейся обледенению. Показано влияние обледенения на аэродинамические и силовые характеристики.

Представлена методика и результаты расчета ламинарно-турбулентного обтекания стреловидного крыла при наличии управляющего воздействия источников типа вдува или отсоса с поверхности модели. Впервые с помощью программного комплекса LOTRAN 3 получены результаты по влиянию трехмерных источников вдува или отсоса на устойчивость пограничного слоя стреловидного крыла и распределения N-факторов различных механизмов ламинарно-турбулентного перехода с целью изменения его положения.

Исследование направлено на уточнение и выявление основных принципов влияния перегретого водяного пара и его параметров на содержание твердых углеродных частиц (сажи) в промежуточных и конечных продуктах сгорания при сжигании жидкого углеводородного топлива. На лабораторном образце распылительного атмосферного горелочного устройства установлено, что в основании пламени горелки присутствует значительное количество твердых углеродных частиц. В случае использования вместо пара нагретого воздуха наблюдается увеличение содержания сажи на ~ 75 %. Анализ интенсивности свечения пламени в узкой полосе ультрафиолетового диапазона также показал, что на воздухе значения свечения на ~ 75 % выше, чем при использовании перегретого водяного пара. В то же время установлено что на содержание сажи в конечных продуктах сгорания влияет только параметр динамического воздействия струи, определяющий эжекцию воздуха из окружающей среды как в камеру газогенерации, так и в область внешнего пламени.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию добавок многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) на вязкость и реологические характеристики буровых эмульсий на основе минерального масла. Нанотрубками модифицировались рецептуры типовых буровых растворов с содержанием углеводородной фазы 65 %. Массовая концентрация нанотрубок в эмульсиях варьировалась от 0,1 до 0,5 %. Отработаны рецептура и методика приготовления устойчивых буровых эмульсий с добавками МУНТ. Исследована реология модифицированных МУНТ буровых эмульсий. Получены зависимости реологических характеристик от концентрации нанотрубок. Исследования показали, что добавки МУНТ способны значительно менять реологические характеристики буровых углеводородных эмульсий при существенно меньших концентрациях по сравнению с добавками сферических наночастиц. Полученный результат важен для практического использования. Установлено, что оптимальной концентрацией МУНТ для регулирования реологических свойств буровых эмульсий является 0,25 мас. %.

В связи с ограничениями, присущими макроскопическим моделям химических реакций, основанным на использовании полной энергии столкновения (total collision energy, TCE) и общей энергии столкновения (GCE, general collision energy), реализована новая модификация алгоритма прямого статистического моделирования (ПСМ) диссоциации воздуха вдоль линии торможения вокруг типичного затупленного тела STS-2, движущегося в атмосфере с гиперзвуковой скоростью в неравновесных условиях. Приводится сравнение модифицированной модели с другими используемыми моделями. Модели TCE и GCE зависят от величин экспериментально определяемых параметров (а именно от величин параметров A и B в аррениусовском выражении для скорости реакции), а модель квантовой кинетики QK страдает неточностью. Модифицированные версии моделей химических реакций, являющиеся гибридами модифицированной модели квантовой кинетики (MQK) и модифицированной модели энергии столкновения (MCE), не требуют обращения к экспериментальным данным для извлечения величин параметров A и B . Точность рассматриваемой прикладной модели для расчета характеристик поля потока оценивается путем сравнения ее результатов с результатами других методов (аналитических моделей и имеющихся экспериментальных данных). Результаты показывают, что сочетание модифицированной гибридной модели с преимуществами использования независимых эмпирических параметров дает более точные результаты и обеспечивает более точное решение по сравнению с обычными методами без необходимости использования экспериментальных данных для определения постоянных A и B .

Представлен краткий обзор содержания статей тематического номера «Сибирского лесного журнала» 2024 г., № 3, посвященного лесным стационарным исследованиям.

Наблюдаемый рост температуры, вызванный увеличением концентраций климатически активных (парниковых) газов в атмосфере, в первую очередь диоксида углерода (CO₂) и метана (CH₄), может быть причиной прогнозируемого высвобождения углерода, аккумулированного за тысячелетия на обширных территориях северных широт. Масштабы и длительность ожидаемого эффекта остаются открытым вопросом, что обусловлено спорадичностью количественных оценок потоков углерода. В работе отражены текущий статус, направления и основные результаты многолетних инструментальных исследований потоков углерода в экосистемах подзоны средней тайги Центральной Сибири, на базе Средне-Енисейского стационара Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (обсерватории ZOTTO). Представлена динамика концентрации СО₂ и CH₄ в атмосфере с 2009 по 2020 г. Приведены данные чистого экосистемного обмена СО₂ для лесоболотных комплексов, свидетельствующие, что они выступают поглотителем (стоком) СО₂ атмосферы. Для репрезентативных экосистем дана оценка почвенных эмиссионных потоков СО₂ и сезонный ход фотосинтетической ассимиляции углерода доминантами подчиненного яруса растительности. Выявлены закономерности поведения растворенных форм углерода в водах ручьев, дренирующих олиготрофный и эвтрофный болотные массивы в районе исследований, представлены показатели эмиссии СО₂ с водной поверхности.

Количественные оценки баланса углерода ландшафтов суши и особенно криолитозоны, где наблюдаются наиболее значимые тренды потепления, требуют учета экспорта терригенного углерода за их пределы с латеральным стоком. В работе представлены результаты многолетнего круглогодичного мониторинга внутрисезонных и межгодовых флуктуаций концентраций растворенного органического (РОУ) и неорганического (РНУ) углерода в гидрографической сети Среднесибирского плоскогорья, осуществляемого на базе Эвенкийского стационара Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (п. Тура). Исследования проводились на более чем 100 водотоках разного порядка в среднем течении р. Нижняя Тунгуска (62-66° с. ш., 96-102° в. д.) на основе регулярного измерения концентраций всех форм углерода, а также квазинепрерывного мониторинга физико-химических параметров водотоков с помощью автоматических логгеров-регистраторов. Показано, что основными лимитирующими факторами латерального стока углерода в пределах Среднесибирского плоскогорья в настоящее время являются запасы потенциально мобилизуемого органического углерода в наземных ландшафтах и количество осадков в условиях резко континентального климата. Рост стока органического углерода прогнозируется в результате как оттаивания богатых С_орг мерзлых толщ, так и повышения продуктивности растительного покрова, а неорганического углерода - вследствие повышения скоростей выветривания горных пород и секвестрации атмосферного СО₂. Отрицательные прогнозы поведения РОУ связываются с увеличением глубины инфильтрации растворов с ростом сезонно-талого слоя почвы, что определяет сорбцию РОУ в почвенной толще и его микробиологическую деструкцию. Возрастание площадей и интенсивности пожаров в результате потепления климата определяет существенную трансформацию латерального стока углерода. При этом наблюдаемое сокращение стока рек в результате усиления пирогенного фактора будет определять общее снижение транспорта терригенного углерода из наземных ландшафтов.

Изучена структура углеродного пула в средневозрастных и спелых сосновых древостоях Красноярской лесостепи при рубках ухода за лесом. В соответствии с методом конверсионных коэффициентов на основе данных по объемным запасам насаждений рассчитана фитомасса фракций (ствола, коры, ветвей и хвои), которая затем пересчитана в запасы углерода. Установлено, что основной вклад в углеродный пул сосновых древостоев вносит стволовая древесина. В средневозрастных сосняках доля стволов в коре составляет 66-70 % от общей фитомассы, а для спелых древостоев - 76-80 %. Вклад корней в средневозрастных древостоях - около 20 %, а в спелых - 14-16 %. На ветви и хвою приходится соответственно около 6.5 и 5.5 %, а в спелых древостоях - 4.5-6.0 и 1.5-1.8 %. Порубочные остатки составляют в средневозрастных древостоях около 13 %, в спелых - около 9 %. В средневозрастных и спелых древостоях при рубке интенсивностью 15-20 % для восстановления пула углерода до дорубочного уровня требуется около 10 лет. Порубочные остатки в количествах, пропорциональных интенсивности рубки, остаются на местах проведения рубок, и углерод, депонированный в этих фракциях, составляет часть пула экосистемы. В целях получения наибольшего прироста фитомассы сосновых древостоев и минимизации эмиссии углерода при рубках наиболее целесообразны выборочные рубки с применением современных технологий по очистке лесосек и переработке лесосечных отходов.