|
|
Array
(
[SESS_AUTH] => Array
(
[POLICY] => Array
(
[SESSION_TIMEOUT] => 24
[SESSION_IP_MASK] => 0.0.0.0
[MAX_STORE_NUM] => 10
[STORE_IP_MASK] => 0.0.0.0
[STORE_TIMEOUT] => 525600
[CHECKWORD_TIMEOUT] => 2880
[PASSWORD_LENGTH] => 6
[PASSWORD_UPPERCASE] => N
[PASSWORD_LOWERCASE] => N
[PASSWORD_DIGITS] => N
[PASSWORD_PUNCTUATION] => N
[PASSWORD_CHECK_WEAK] => N
[PASSWORD_CHECK_POLICY] => N
[PASSWORD_CHANGE_DAYS] => 0
[PASSWORD_UNIQUE_COUNT] => 0
[LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[BLOCK_LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[BLOCK_TIME] => 0
)
)
[SESS_IP] => 216.73.216.139
[SESS_TIME] => 1755643377
[IS_EXPIRED] =>
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[SESS_SHOW_INCLUDE_TIME_EXEC] =>
[fixed_session_id] => 2fbe8cf66b96b2afd033d2f83ec5eb5a
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
[SESS_OPERATIONS] => Array
(
)
)
2025 год, номер 2
А.В. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия andrshi@itp.nsc.ru
Ключевые слова: метан, сажа, твердый углерод, пиролиз метана, паровой риформинг метана, конверсия метана, частичное окисление метана, сверхкритическая вода, водокислородный флюид высокого давления
Страницы: 209-240
Аннотация >>
Обзор посвящен образованию твердого углерода (в частности, сажи) при различных условиях конверсии метана: пиролиз, горение диффузионного пламени, паровой риформинг, конверсия в сверхкритической воде и водокислородном флюиде высокого давления. Особое внимание уделяется рассмотрению условий образования углерода при высоком давлении, ставится цель - выявление областей параметров, для которых еще отсутствует или недостаточно представлена экспериментальная информация, но где образование углерода очень вероятно. При проектировании непрерывно работающего технологического оборудования необходимо знать соответствующие параметрические границы областей образования твердого углерода, чтобы избежать аварийных ситуаций и/или снизить амортизационные расходы.
DOI: 10.63430/TIA202502001 |
Л.С. Яновский1,2, Г.А. Тарасов1,2, В.М. Ежов3, М.А. Ильина1,2, Н.А. Червонная3, Д.В. Новаковский3
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия leonidyanivskiy@yandex.ru 2Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, Черноголовка Россия tarasovjora@yandex.ru 3Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, Черноголовка, Россия anathema40000@gmail.com
Ключевые слова: хладоресурс, термостабильность, высокоплотное углеводородное горючее, период индукции воспламенения, ударная труба
Страницы: 241-246
Аннотация >>
Развитие концепции многоразового применения аэрокосмической техники приводит к ужесточению требований к надежности эксплуатации энергоустановок и летательных аппаратов в целом. Важнейшей проблемой является достижение безотказного функционирования всех элементов энергоустановок аэрокосмической техники в условиях высоких тепловых нагрузок. В таких энергоустановках применяются углеводородные топлива, обладающие повышенной стойкостью к образованию отложений продуктов неполного окисления. Благодаря совершенствованию технологий производства синтетических топлив на основе биосырья повышается доступность топлив с пониженным или нулевым углеродным следом. Синтетическое топливо или его компоненты отличаются от нефтяного топлива по составу и, следовательно, свойствам. Применение топлив, содержащих синтетические компоненты, требует исследования их физико-химических свойств, в том числе теплофизических характеристик. Настоящая работа посвящена экспериментальным исследованиям термостабильности, хладоресурса и воспламеняемости высокоплотного углеводородного горючего (ВУГ) нового поколения. Показано, что ВУГ может эксплуатироваться при температуре до 300 °С при отсутствии отложений или их допустимом количестве. Проведено экспериментальное исследование периода индукции воспламенения ВУГ в диапазоне давлений 14 - 16 бар, температуры 1000 - 1500 K и коэффициента избытка окислителя 0,5 - 3 с помощью ударной трубы.
DOI: 10.63430/TIA202502002 |
А.Ш. Агажанов1, Р.Н. Абдуллаев1, Д.А. Самошкин1, В.А. Непомнящих1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия scousekz@gmail.com 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия v.nepomnyashchikh@g.nsu.ru
Ключевые слова: сплавы магний-литий, сверхлегкие материалы, теплопроводность, температуропроводность, метод лазерной вспышки
Страницы: 247-253
Аннотация >>
Методом лазерной вспышки измерена температуропроводность (α) твердых магний-литиевых сплавов с содержанием лития XLi = 5, 10, 17, 21 и 25 ат. % в интервале температур 300 - 680 K. По результатам экспериментов рассчитана теплопроводность (λ) исследуемых сплавов и проведено сопоставление с литературными данными по λ других составов. Оцениваемые погрешности полученных данных составили 3,0 - 3,4 и 2,0 - 2,4 % для λ и α соответственно. Показано, что добавление лития к магнию существенно снижает его теплопроводность, причем с увеличением концентрации Li до XLi = 32 ат. % величина λ сплава уменьшается сильнее. Для составов Mg95Li5 и Mg75Li25 выявлены аномальные особенности на температурных зависимостях λ(T) и α(T) в виде излома в области температур 310 - 330 K, как у сплава Mg70Li30. На основании рассчитанных и литературных данных построены концентрационные зависимости теплопроводности системы Mg-Li для интервала концентрации XLi = 0 - 32 ат. %.
DOI: 10.63430/TIA202502003 |
Д.А. Бунтин, О.И. Вишняков
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия bountin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: термоанемометр постоянного сопротивления, АЧХ, ниточный датчик, импульсное воздействие
Страницы: 255-257
Аннотация >>
Предлагается усовершенствование нового экспериментального метода определения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) термоанемометрической системы с помощью короткоимпульсного лазерного воздействия на чувствительный элемент датчика. Учтены ошибки предыдущей работы. Получены АЧХ термоанемометра постоянного сопротивления с ниточным датчиком, проведено сравнение со стандартной методикой определения АЧХ.
DOI: 10.63430/TIA202502004 |
В.В. Лукашов, В.В. Леманов, А.В. Тупикин, В.А. Федоренко, К.А. Шаров
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия luka@itp.nsc.ru
Ключевые слова: импактная струя, каталитическая поверхность, теплоотдача, плотность теплового потока, распределение температуры по поверхности
Страницы: 259-264
Аннотация >>
В работе представлены результаты исследования влияния каталитического окисления водорода на теплоперенос в импактной струе при наличии химической активности на поверхности образца. Показано, что с увеличением процентного содержания водорода в смеси с воздухом наблюдается не только рост интенсивности теплообмена, но и расширение зоны реакций. Также отмечается, что в случае химически активной струи возникают пульсации температуры на поверхности (примерно 6 %), связанные с протеканием каталитических реакций окисления водорода. При этом вид зависимости распределения функции обобщенной температуры от радиуса на поверхности практически один и тот же для всех вариантов с гетерогенными химическими реакциями. Исключение составляет случай с молярным содержанием водорода в струе 2 %, когда имеются области с величиной тепловыделения от реакций ниже теплоотдачи при конвективном теплообмене с нереагирующим потоком.
DOI: 10.63430/TIA202502005 |
С.Н. Яковенко
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия yakovenk@itam.nsc.ru
Ключевые слова: импактная струя, пассивное управление, перенос тепла, численное моделирование
Страницы: 265-269
Аннотация >>
Численно исследована импактная струя с пассивным управлением перемешиванием и теплообменом при помощи решетки на входе. Показано, что локальное число Нуссельта в точке торможения на нагретой поверхности, с которой сталкивается струя, и число Нуссельта, осредненное по области с интенсивным теплообменом, увеличиваются с ростом числа Рейнольдса по степенному закону, отвечающему эмпирической аппроксимации. Установлено, что наложение решетки, особенно фрактальной формы, заметно усиливает перенос тепла в центральной части струи. Проведено сравнение результатов измерений с обнаруженными в расчетах эффектами и определены перспективы дальнейших исследований.
DOI: 10.63430/YIA202502006 |
М.И. Сорокин1, Д.А. Кушнарев1, М.П. Токарев1,2, В.М. Дулин1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия m.sorokin1204@gmail.com 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия mtokarev@itp.nsc.ru
Ключевые слова: PIV-метод (Particle Image Velocimetry), POD-метод (Proper Orthogonal Decomposition), крупные вихри, свободная струя, активное управление
Страницы: 271-277
Аннотация >>
Проведена оптическая диагностика пространственной структуры крупных вихрей в ближней зоне турбулентной струи (при Re = 5000), истекающей из сопла круглой формы, в случае организации соосных периодических возмущений потока через кольцевые щели на кромке сопла и через отверстия на внутренней поверхности сопла в поперечном направлении. Внешнее воздействие привело к быстрой турбулизации потока вблизи кромки сопла за счет генерации крупных вытянутых тороидальных вихрей для соосных возмущений, а также вследствие существенной перестройки потока c быстрым разрушением ядра струи в случае возмущения в поперечном направлении.
DOI: 10.63430/TIA202502007 |
Ф.А. Святкин1, В.Д. Лычаков1,2, Ю.В. Усов1, А.С. Матяш1, Б.Ф. Балунов1, Ю.Г. Сухоруков1, П.В. Егоров1
1ОАО «НПО по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова», Санкт-Петербург, Россия sviatkinfa@ckti.ru 2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия lychakovvd@ckti.ru
Ключевые слова: реакторная установка БРЕСТ, смешивающий подогреватель, система регенеративного подогрева, недогрев, капельная модель
Страницы: 279-285
Аннотация >>
Для детального исследования теплообмена воды и водяного пара при высоком давлении была создана и испытана полновысотная модель узла смешения потоков теплообменивающихся сред (СППВ). Результаты испытаний показали, что недогрев питательной воды до температуры насыщения на выходе из модели СППВ не превышает 1 и 2 °С при двух- и однотарельчатом выполнении водораздающего узла модели соответственно. Использование капельной модели предпочтительно для теплового расчета отсека нагрева СППВ.
DOI: 10.63430/TIA202502008 |
Н.Н. Козюлин, М.Ю. Хребтов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия nikkozyulin@gmail.com
Ключевые слова: численное моделирование, завесное охлаждение, сопло трапециевидной формы, прямая схема охлаждения, тепловая адиабатическая эффективность
Страницы: 287-304
Аннотация >>
Представлены результаты численного моделирования пристенной газовой завесы с соплом в виде каверны треугольного сечения, содержащей уступ. Течение за уступом приводит к отрыву основного потока и образованию когерентных вихревых структур с фиксированной частотой схода в области смешения со струей охладителя. Эти вихревые структуры при взаимодействии со стенкой приводят к улучшению растекания охладителя в горизонтальном направлении и хорошему прижатию струи к поверхности при высоких числах вдува. Треугольная форма сечения каверны способствует ослаблению генерации продольных вихрей, отрывающих пристенный поток от поверхности. Исследования проводились в широком диапазоне параметров вдува охладителя. Условия на стенке предполагались адиабатическими. Определен диапазон параметров вдува, при которых данная конфигурация может иметь практические применения. Предложенная система имеет выделенную частоту схода вихрей, чувствительна к внешнему воздействию на этой частоте, поэтому является потенциальным кандидатом для реализации активной системы управления характеристиками завесы.
DOI: 10.63430/TIA202502502009 |
В.С. Тесленко, А.П. Дрожжин, Ю.В. Анисичкин
Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия vteslenko@mail.ru
Ключевые слова: инициирование горения, торможение горения, ускорение горения, искровые плазмоиды, газодинамические потоки
Страницы: 305-316
Аннотация >>
Представлены экспериментальные результаты исследования процессов горения при одноочаговом и двухочаговом искровом инициировании стехиометрической пропан-кислородной смеси в трубках длиной 170 - 860 мм с внутренним диаметром 5 мм. Обнаружено, что в области между двумя очагами инициирования происходит вначале торможение встречных фронтов горения, а затем их ускорение. Эти процессы развиваются за счет генерации встречных газодинамических потоков и сопровождаются взаимным разгоном очагов в виде «искровых плазмоидов», активизирующих горение. Экспериментально показано, что электроразрядные искровые плазмоиды являются определяющими физическими элементами в процессах инициирования и горения пропан-кислородной смеси в трубках.
DOI: 10.63430/TIA2025020010 |
В.А. Иващенко1,2, Р.И. Мулляджанов1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия ivashchenko@itp.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия rustammul@gmail.com
Ключевые слова: турбулентный переход, течение в трубе, паффы, прямое численное моделирование
Страницы: 317-322
Аннотация >>
При определенных условиях переход к турбулентности может сопровождаться возникновением локализованных турбулентных структур, известных как паффы. Паффы представляют собой области турбулентности, окруженные ламинарным течением, и их поведение значительно зависит от числа Рейнольдса (Re). В представленном исследовании изучается влияние начальных условий течения на формирование паффов в круглых трубах различной длины с использованием прямого численного моделирования (DNS) при фиксированном числе Рейнольдса Re ≃ 2200. Из литературы известно, что при числах Рейнольдса около Re ≃ 2000 одиночные паффы формируются как метастабильные структуры с возможностью распада или сохранения, а при Re > 2300 паффы взаимодействуют, образуя более сложные и стабильные конфигурации, такие как двойные и тройные паффы. Устойчивым принято называть пафф, время жизни которого значительно превышает характерное время в данной системе, обычно определяемое как отношение длины рассматриваемой области к значению осевой скорости в ламинарном участке течения. При этом известно об увеличении количества устойчивых паффов с ростом числа Рейнольдса, в то время как вопрос повторяемости конфигурации течения при одном и том же числе Рейнольдса остается открытым. Полученные данные имеют важное значение для прогнозирования и контроля турбулентности в различных инженерных приложениях.
DOI: 10.63430/TIA2025020011 |
А.В. Кашеваров, А.Л. Стасенко
Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского, Жуковский, Россия a.v.kash@yandex.ru
Ключевые слова: пленка, распад на ручейки, профиль NACA0012, расклинивающее давление
Страницы: 323-333
Аннотация >>
В рамках теории смазки проведены численные исследования движения тонкой пленки по поверхности крыла. Пленка создается налетающими на крыло каплями воды и движется под действием внешнего воздушного потока. Рассмотрена модельная задача об одномерном движении пленки при наличии тормозящего продольного напряжения, вызванного расклинивающим давлением. Для определения толщины пленки получено кубическое уравнение. Если краевой угол смачивания превышает некоторое критическое значение, то решение этого уравнения теряет физический смысл (толщина пленки становится отрицательной) на некотором расстоянии от передней критической точки. Это означает, что допущение об одномерном движении далее не выполняется. Максимальную координату существования одномерного решения можно приближенно считать началом распада пленки на ручейки. В статье также выполнено сравнение теоретических результатов с имеющимися экспериментальными данными.
DOI: 10.63430/TIA2025020012 |
С.П. Актершев, В.В. Гузанов, А.З. Квон, А.В. Бобылев, А.В. Черданцев
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия aktershev@mail.ru
Ключевые слова: ручейковое течение, наклонная пластина, нелинейные трехмерные волны, метод лазерно-индуцированной флюоресценции, теоретическое моделирование
Страницы: 335-346
Аннотация >>
Объектом исследований является течение по наклонной пластине прямолинейного ручейка, поверхность которого покрыта регулярными нелинейными волнами. Моделировать такие волны можно в полностью трехмерной постановке, но также можно использовать упрощенный квазидвумерный подход, в котором форма поперечного сечения ручейка самоподобна. В работе проводится прямое сравнение результатов моделирования в рамках двумерного и трехмерного подходов с формой волновой поверхности ручейка, восстановленной экспериментально с помощью метода лазерно-индуцированной флюоресценции. Показано, что трехмерная модель достоверно воспроизводит волновую поверхность ручейка, включая такие трехмерные особенности, как искривление фронта волны и малые возмущения ее заднего склона. Двумерная модель в принципе не может воспроизвести эти особенности, однако она хорошо описывает параметры и форму волны в центральном продольном сечении ручейка.
DOI: 10.63430/TIA2025020013 |
М.А. Ядренкин, Ю.В. Громыко, О.И. Вишняков
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия yadrenkin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: импульсный дуговой разряд, магнитное поле, пограничный слой, PIV, шлирен-съемка, сверхзвук
Страницы: 347-356
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования эволюции вихревого течения, формирующегося при воздействии субмиллиметрового дугового разряда, движущегося в постоянном магнитном поле в сверхзвуковом потоке воздуха вблизи плоской поверхности. Благодаря высокой воспроизводимости параметров разряда и точной синхронизации оборудования удалось подробно изучить структуру течения с использованием методов PIV и шлирен-визуализации. Установлено, что изменение направления электромагнитной силы, возникающей в течение разряда, позволяет эффективно контролировать пространственно-временные характеристики создаваемых вихревых структур.
DOI: 10.63430/TIA2025020014 |
М.Ю. Плотников1, Е.В. Шкарупа2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия plotnikov@itp.nsc.ru 2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия sev@osmf.sscc.ru
Ключевые слова: прямое статистическое моделирование, VSS-модель, теплопроводность, аргон, гелий
Страницы: 357-366
Аннотация >>
Метод прямого статистического моделирования (ПСМ) широко применяется для решения задач динамики разреженного газа. Выбор модели столкновений частиц между собой при реализации алгоритма ПСМ существенно влияет на точность моделирования и трудоемкость вычислений. Одной из наиболее часто используемых моделей столкновений является VSS-модель. В представленной работе моделируется течение, возникающее при помещении нагретой проволочки в атмосферу покоящегося газа. В качестве покоящегося газа рассматриваются гелий и аргон. Показано, что использование VSS-модели с параметрами, основанными на вязкости и диффузии, может приводить к погрешности при оценке теплового потока с проволочки в окружающий газ.
DOI: 10.63430/TIA2025020015 |
Т.Ю. Шкредов1,2, Г.В. Шоев1,2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия shkredov@itam.nsc.ru 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия shoev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: отрыв, химические реакции, римановские солверы, AUSMPW+
Страницы: 367-386
Аннотация >>
Обсуждаются вопросы реализации и применения солвера AUSMPW+ для расчета невязких потоков на грани контрольного объема в расчетном коде HyCFS на структурированной сетке. Показано, что применение AUSMPW+ позволяет успешно преодолеть явление карбункула при обтекании цилиндра. Моделирование течений с отрывом пограничного слоя с использованием солвера AUSMPW+ приводит к результатам, совпадающим с полученными с помощью HLLC. Результаты расчетов коэффициентов давления и теплопередачи на поверхности конуса с юбкой с использованием HyCFS совпадают с экспериментальными данными LENS-XX с той же точностью, что и результаты других авторов, полученные независимыми расчетными кодами.
DOI: 10.63430/TIA2025020016 |
Г.В. Кузнецов1,2, Д.С. Романов1,2, П.А. Стрижак1,2
1Томский политехнический университет, Томск, Россия kuznetsovgv@tpu.ru 2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия dsr7@tpu.ru
Ключевые слова: жидкие биотоплива, биодобавки, растительные масла, эфиры жирных кислот, характеристики горения, мультикритериальный анализ
Страницы: 387-400
Аннотация >>
В статье приводятся результаты мультикритериального анализа, полученные на базе экспериментальных данных в процессе изучения основных свойств и характеристик термической конверсии альтернативных жидких топлив. В качестве базового углеводородного компонента использовался керосин. Биодобавки предстаавлены растительными маслами (рапсовое, талловое, рыжиковое, кулинарное отработанное) и метиловыми эфирами жирных кислот, полученными при переработке этих масел. Экспериментально определены характеристики горения топливных композиций: времена задержки зажигания, пороговые температуры инициирования горения, продолжительности выгорания, концентрации основных газовых выбросов. Выделены перспективные для использования топливные композиции с учетом основных энергетических и экологических индикаторов. Обоснованы возможности применения композиций с метиловыми эфирами жирных кислот для снижения удельных антропогенных выбросов в составе продуктов сгорания.
DOI: 10.63430/TIA2025020017 |
Ч.А. Цгоев1, М.А. Братенков1, Д.И. Сахаров1, В.А. Травников1, А.В. Серёдкин1,2, В.А. Калинин1, Д.В. Фомичев3,4, Р.И. Мулляджанов1,2
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия c.tsgoev@g.nsu.ru 2Институт теплофизики им. С.А. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия a.seredkin@g.nsu.ru 3Университет «Сириус», Федеральная территория «Сириус», Россия dvafomichev@rosatom.ru 4Госкорпорация «Росатом», Москва, Россия
Ключевые слова: физически-информированное машинное обучение, нейронные сети, задача конвекции
Страницы: 401-417
Аннотация >>
Физически-информированные нейронные сети (PINN) представляют собой инновационный метод решения разнообразных задач в областях математики, физики и инженерии. Указанный метод объединяет в себе концепции нейронных сетей и физических уравнений с целью моделирования и анализа различных физических процессов. В частности, PINN может применяться для решения дифференциальных уравнений, включая одномерное уравнение конвекции. Исследование показало, что стандартная реализация PINN эффективно решает одномерное уравнение конвекции при относительно небольших значениях скорости конвекции, однако теряет устойчивость при увеличении данного параметра. В настоящей работе представлен обзор существующих подходов к решению одномерного уравнения конвекции с использованием PINN, а также демонстрируется, как различные методы могут улучшить качество моделей. Результаты сравнения методов свидетельствуют о превосходстве подхода, основанного на динамическом изменении точек коллокации в зависимости от невязки на текущем шаге обучения, по сравнению с другими подходами.
DOI: 10.63430/TIA2025020018 |
|