Главная – Журналы – Поиск по журналам

В представленной работе методом прямого численного моделирования с использованием открытого пакета OpenFoam исследуется процесс тепломассопереноса внутри форсунки оригинальной конструкции для каталитического риформера дизельного топлива в режиме малых расходов. Основная цель при создании дизайна данной модели форсунки заключается в повышении скорости и полноты испарения топлива, а также в улучшении характеристик перемешивания дизельного топлива с перегретым водяным паром перед прохождением реакционной смеси через катализатор. Внутри форсунки располагаются две области, в которых создаются потоки с противоположными направлениями закрутки, что приводит к генерации сильного сдвига скорости внутри форсунки, интенсифицирующего процессы перемешивания. Расчеты проводились в эйлерово-лагранжевой постановке, с учетом процессов испарения капель топлива. Результаты расчетов показывают, что течение на выходе из сопла обладает хорошей однородностью состава смеси и обеспечивает высокую степень испарения топлива на ранних стадиях течения.

Настоящая работа посвящена поиску механизмов взаимодействия волн в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине, течение в котором искажено продольным возмущением, порожденным на острой передней кромке парой слабых ударных волн. Выполнен анализ пространственно-временных распределений и частотно-волновых спектров пульсаций и их волновых характеристик в линейной и слабонелинейной фазе развития волнового поезда в неоднородном пограничном слое в условиях фиксированной мощности локального источника контролируемых возмущений. По результатам экспериментов предложены варианты взаимодействия волн в сверхзвуковом пограничном слое плоской пластины в области продольного следа, порожденного N-волной.

В работе представлены результаты численных исследований характеристик смешанной конвекции и теплообмена в канале с оребренной нагреваемой стенкой. Уравнения сохранения массы, импульса и энергии в совокупности с граничными условиями решаются методом конечных объемов с использованием программы с открытым кодом OpenFOAM^®. Исследования проведены при различных комбинациях параметров, таких как числа Рейнольдса, Грасгофа и размер ребер. Данные расчетов представлены в виде зависимостей полей изолиний функции тока, полей изотерм, чисел Нуссельта и коэффициента сопротивления от чисел Рейнольдса, чисел Грасгофа и размеров ребер. Полученные результаты показали, что течение переходит из стационарного режима в нестационарный при относительно низком значении числа Рейнольдса. Нестационарный режим течения интенсифицирует теплообмен за счет возмущений в пристенной области. Увеличение скорости набегающего потока и размеров ребер приводит к существенной интенсификации теплообмена, но эта интенсификация малочувствительна к приросту интенсивности нагрева канала.

Выполнено численное исследование влияния тонкого слоя фазоизменяемого материала (ФИМ) на тепловые характеристики наружной стены здания из легкого теплоизоляционного материала. Проведен анализ изменения температуры и плотности теплового потока при различных расположениях слоя ФИМ в стене. Показано, что применение в стене из вспененного полиуретана толщиной 100 мм тонкого слоя из парафина толщиной 4 мм позволяет снизить амплитуду колебаний теплового потока на внутренней поверхности стены в летнее время от 2 до 13 раз в зависимости от места расположения ФИМ. Наибольшее снижение получено при установке ФИМ в центральной области стены. Расчеты показали, что при применении ФИМ в стенах зданий из легких теплоизоляционных материалов наблюдается положительный эффект в летнее время, связанный с задержкой максимального значения теплового потока, поступающего в помещение, относительно максимального суточного значения температуры наружного воздуха на 6 - 8 ч.

В работе представлены результаты экспериментального исследования влияния органов управления и фюзеляжа на структуру отрывного обтекания модели малоразмерного беспилотного летательного аппарата с прямой передней кромкой крыла. С помощью методов сажемасляной визуализации и термоанемометрии установлено, что расположение зоны отрыва зависит от положения органов управления, а наличие фюзеляжа приводит к уменьшению критического угла атаки.

Выполнено моделирование сверхзвуковой недорасширенной воздушной струи с применением квазигазодинамического алгоритма. Исследован процесс развития струйного течения во времени и формирования областей нестационарного течения. Получено хорошее качественное и количественное соответствие результатов экспериментальным и расчетным данным, известным из литературы. Показано, что квазигазодинамический алгоритм позволяет изучать структуру ударно-волновых областей в ближней зоне течения, а также описывать общий характер струйного течения.

В статье представлены результаты экспериментального исследования нестационарного пузырькового кипения на поверхности нагревателя с быстро растущей температурой поверхности. Анализ результатов высокоскоростной видеосъемки с частотой 180000 кадров в секунду и пространственным разрешением 5,5 мкм на пиксель показал, что входные данные для существующих моделей теплоотдачи при пузырьковом кипении подлежат уточнению с учетом существования кластерных и пульсирующих пузырьков. Установлено, что пузырьки, взаимодействуя путем обмена импульсом, теплом и массой пара, ускоряют активацию соседних центров парообразования, поэтому кластеры пузырьков могут формироваться на начальной стадии покрытия паром поверхности нагревателя. Исследованы основные характеристики изолированных, кластерных и пульсирующих пузырьков при перегреве стенки от 0 до 14 K выше температуры начала нуклеации и недогреве потока от 23 до 103 K.

Работа посвящена исследованию гелиевой проницаемости полых стеклянных кремнеземных микросфер, которые являются мембранами в потоке газа. Для исследования подготовлен экспериментальный стенд с целью получения кинетических сорбционных кривых для гелия при заданных значениях давления и температуры. Проведена аппроксимация экспериментальных данных с помощью математической модели, основанной на монодисперсном распределении. Измерения выполнялись в диапазоне температур 21,5 - 110,0 °С. Для указанного диапазона определены коэффициент гелиевой проницаемости материала стенок микросфер и энергия активации процесса сорбции гелия микросферами.

Показана актуальность построения моделей теплофизических характеристик полимерных композиционных материалов в процессе отверждения. Приведена математическая модель горячего отверждения полимерных композитов на основе термореактивного связующего в пресс-форме. На основе экспериментальных температурных зависимостей теплофизических характеристик, измеренных при разных условиях, получены моделирующие зависимости объемной теплоемкости и теплопроводности волокнистых, тканевых и гранулированных полимерных композитов от степени отверждения и содержания связующего в процессе отверждения, отличительной особенностью которых является замена в модели свойств пористого наполнителя на свойства отвержденного связующего. Приведены результаты экспериментов и расчетов. Предложенные модели теплофизических характеристик позволяют повысить точность моделирования процесса и расчета оптимальных температурно-временных режимов отверждения.

3 февраля 2024 г. после тяжелой и продолжительной болезни ушел из жизни ветеран Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, кандидат технических наук Игорь Емельянович Гурьянов. Он был высококвалифицированным специалистом в области фундаментостроения и механики мерзлых грунтов, основоположником нового научного направления в геокриологии - инженерной криолитологии, автором двух первых основополагающих монографий по данной весьма перспективной тематике, членом Международной ассоциации по механике грунтов и фундаментостроению.