Главная – Журналы – Поиск по журналам

Турбулентные течения в плоском диффузоре характеризуются наличием в профилях пульсаций продольной скорости двух локальных максимумов. В работе выполнено экспериментальное исследование механизма формирования турбулентной структуры потока в плоском диффузоре. С этой целью проведены измерения параметров кинематической структуры течения в диффузоре с углом раскрытия 2,5°. С применением оптического метода измерений получены профили скоростей и турбулентных характеристик потока в характерных сечениях канала, на основе которых выявлены вторичные течения в диффузоре. Предложена физическая модель формирования турбулентной структуры потока. В рамках нее наличие высокой степени турбулентных пульсаций вдали от стенки увязывается с конвекцией турбулентности из пристеночной области в ядро потока вторичным течением в виде усредненного спирального движения среды в плоском диффузоре.

В работе представлен метод молекулярного моделирования коэффициентов переноса жидкостей, являющийся альтернативой методу молекулярной динамики. Коэффициенты переноса определяются с помощью флуктуационно-диссипационных теорем. Динамика молекул рассчитывается стохастически, причем межмолекулярные силы задаются с помощью созданной базы данных межмолекулярных сил. Построена функция распределения межмолекулярных сил и получена формула для ее аналитической аппроксимации. Эффективность метода продемонстрирована на примере расчета коэффициентов вязкости и теплопроводности жидких аргона и бензола. Полученные данные сопоставлены с данными экспериментов и молекулярно-динамического моделирования, установлено их хорошее согласование. Показано, что при сопоставимой точности моделирования развиваемый метод оказывается существенно более экономичным по времени по сравнению с методом молекулярной динамики.

Выполнено экспериментальное исследование сверхзвуковых газожидкостных струй коаксиальной форсунки при высокой концентрации жидкости. Использовался комплекс оптической диагностики газокапельных потоков: методы визуализации и PIV (particle image velocimetry), лазерный доплеровский анемометр и прибор Malvern Spraytec для изучения дисперсного состава спрея. Исследования показали, что профили скорости и концентрации капель с ростом расхода меняются: за головным скачком появляется протяженная зона с малыми скоростями капель, концентрация при этом уменьшается значительно медленнее, чем при низких расходах. Малый рост энергии струи при расходах жидкости свыше 100 л/ч и заметное увеличение размеров капель свидетельствуют об исчерпании возможностей струи газа по разрушению жидкости на указанных режимах.

Проведено экспериментальное исследование динамики парового пузырька, всплывающего в кольцевом канале при субатмосферном давлении. Образование парового пузыря происходит после вскипания перегретой дегазированной жидкости в кольцевом канале, состоящем из двух стеклянных трубок диаметрами 25 и 16 мм. Исследование показало, что динамика паровой полости при всплытии парового пузырька в кольцевом канале имеет качественное отличие от динамики указанного газового пузырька и при этом демонстрирует много общего с динамикой парового пузырька Тейлора, всплывающего в круглой трубке малого диаметра. Одной из особенностей поведения паровой полости в кольцевом канале является то, что в пульсационном режиме на стадии схлопывания паровая полость может распадаться на несколько частей.

Проведено исследование отражения гидравлических прыжков на мелкой воде. Получены теоретические критерии перехода между регулярным и маховским отражениями, показано существование области углов падения, в которой возможны оба типа отражения. При численном моделировании наблюдался согласующийся с теоретическими предсказаниями гистерезис перехода. Показано, что гистерезис может быть получен при плавном изменении как угла клина, генерирующего гидравлический прыжок, так и числа Фруда набегающего потока.

В работе исследуется переход от кинетического к диффузионному горению с применением оптических методов диагностики. Получены экспериментальные данные о полях температуры, составе и скорости движения газа вблизи передней кромки пламени водорода, истекающего из щели 2×20 мм в воздух. Методом балансов в уравнениях переноса энергии, импульса и вещества получено распределение скорости образования продуктов сгорания, интенсивности тепловыделения и давления. Показано, что при переходе к диффузионному горению тепловыделение по длине пламени снижается медленней, чем скорость образования воды.

В приближении Дана - Линя - Алексеева и при постоянных числах Прандтля и Шмидта сформулирована задача гидродинамической устойчивости пограничного слоя с диффузионным горением, которая сводится к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений десятого порядка с однородными граничными условиями. При числах Льюиса, равных единице, она может быть понижена до восьмого порядка. В невязком приближении задача устойчивости сводится к интегрированию одного дифференциального уравнения второго порядка. На основе полученных уравнений устойчивости и расчетов стационарных параметров течения прямым численным моделированием впервые исследована устойчивость сверхзвукового пограничного слоя с диффузионным горением на проницаемой пластине с подачей водорода через ее поры. При числе Маха M = 2 с помощью расчетов установлена возможность стабилизации течения пламенем. Показано, что в рамках невязкой теории устойчивости могут быть получены достаточно надежные данные о максимальных степенях роста возмущений.

В представленной работе исследуется качество распыливания воды системой с пневматическим впрыском, предназначенной для подачи воды во впускную систему поршневого двигателя внутреннего сгорания. Система состоит из двухцилиндрового поршневого компрессора, в рабочих полостях которого происходит сжатие несущей фазы водовоздушной смеси. Поршневой компрессор соединен с распылителем через длинные каналы. Определение размеров капель основывалось на автоматической обработке изображений, полученных методом Shadow Photography. Для определения поля скорости использовался метод 2D-PIV . Результаты экспериментов показали, что предложенная система впрыска позволяет получить высокое качество распыливания при соотношении массовых расходов воздуха и воды, составляющем не менее 0,46. Значение среднего заутеровского диаметра при этом составило не более 31,1 мкм.

В представленной работе рассматривается СВЧ-обработка снежно-ледяной массы, этапами которой являются нагрев и плавление. Построена нелинейная математическая модель двухфазной задачи Стефана для слоистой системы диэлектриков, найдены приближенные аналитические решения, которые позволяют учесть влияние теплофизических и электрофизических свойств слоев, провести параметрический анализ.

В работе проведен анализ картин течения при обтекании модели здания кубической формы. Сопоставлены расчетные и экспериментальные данные для задач различного масштаба. Геометрические размеры моделей варьируются от 0,025 до 6 м, при этом диапазон чисел Рейнольдса в анализируемых данных составляет от 10⁴ до 10⁶. Показана масштабируемость задачи, что дает основание для проведения лабораторных трубных экспериментов.