Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложена методика измерения скорости движения анодного пятна дуги по рабочей поверхности медного цилиндрического анода линейного плазмотрона. Показано, что с ростом скорости движения пятна удельная эрозия существенно уменьшается. При этом происходят качественные изменения механизма эрозии электрода: от капельного уноса металла до его механического разрушения. Приведена оценка ресурса непрерывной работы анода.

Статья посвящена обзору исследований, проведенных в ИТПМ СО РАН по решению задач аэродинамического проектирования крыльевых профилей и их оптимизации. Описан ряд предложенных, реализованных и апробированных авторами подходов к решению как отдельных аспектов проблемы, так и задачи в целом.

В работе представлены результаты экспериментального исследования характеристик развития -структур и механизма их преобразования в турбулентные пятна. Показано, что уединенная -структура может быть как затухающей, так и нарастающей вниз по потоку, трансформирующейся в турбулентное пятно. Структурно оба типа возмущений представляют собой два противовращающихся вихря ("ноги" возмущения), замкнутых в области переднего фронта "головкой". Их топологическое различие состоит в том, что если затухающая -структура больше напоминает шпильковый вихрь и не выходит за верхнюю границу пограничного слоя, то "головка" нарастающей -структуры выходит за верхнюю границу пограничного слоя и возмущение приобретает вид греческой буквы . Установлено, что нарастание -структуры связано с развитием вторичного высокочастотного возмущения на "ногах" структуры. Причиной этого, по-видимому, является наличие локального поперечного градиента скорости du/dz в области "ног" -структуры, создающего условия для развития на нем вторичных возмущений. Показано, что частота вторичного возмущения уменьшается вследствие непрерывного растяжения локализованного возмущения при его распространении вниз по потоку. Механизм вторичного высокочастотного разрушения -структур наблюдается и при их периодической генерации.

Работа посвящена экспериментальному исследованию законов развития трехмерных волн неустойчивости малой амплитуды в автомодельном двумерном пограничном слое при наличии неблагоприятного градиента давления. На первом этапе с помощью специально сконструированной ложной стенки переменной геометрии вдоль поверхности плоской пластины реализовано автомодельное погранслойное течение с постоянным значением параметра градиента давления (Хартри). Характеристики этого течения подробно исследованы как в потенциальном потоке, так и внутри пограничного слоя. Далее с помощью вибратора в потоке возбуждались локализованные по размаху модели и гармонические во времени волны неустойчивости (волновые поезда). Подробно исследована их эволюция вниз по потоку при различных частотах возбуждения. Полученная количественная информация о законах развития трехмерных возмущений в таком течении представляет собой экспериментальный базис для сопоставления с расчетами и с предыдущими экспериментальными результатами, полученными для безградиентного течения.

Численно исследована устойчивость течения в ламинарном пограничном слое на профиле крыла, в том числе в предотрывной области, для двух уровней турбулентности набегающего потока. Показано, что максимальные амплитуду и скорость нарастания при переходе к турбулентности в пограничном слое имеют возмущения, возникающие впервые в сечении потери устойчивости. Во всех исследованных сечениях по хорде крыла реализуются два механизма развития возмущений: вязкий и невязкий. Увеличение турбулентности внешнего потока стабилизирует течение на начальном участке пограничного слоя, смещает вниз по потоку точку потери устойчивости и область действия вязкой неустойчивости. При этом частота наиболее неустойчивых колебаний уменьшается, а длина волны возмущений возрастает. Сравнение результатов расчета с экспериментом показывает их хорошее согласование, особенно для малотурбулентного потока.

Представлены результаты экспериментального исследования распределения статического давления в радиальном проницаемом канале с глухим торцом. Варьировались в широких пределах расход вдуваемого воздуха и высота канала. Проанализировано изменение по длине скоростных характеристик и параметра ускорения. Проведено сравнение с расчетами по одномерной и двумерной моделям в канале с пористыми стенками.

Предложена новая схема расчета поля концентрации смесей жидкостей при их турбулентном течении по фильтрационному каналу. Уравнение концентрации преобразовано к новой форме с введением дополнительной переменной. Это дало возможность проведения расчета на равномерных численных сетках, причем даже для случаев, когда традиционные методы расчета приводят к неудовлетворительным результатам из-за специфики граничных условий для малого коэффициента диффузии. Модельный численный эксперимент показал возможность снижения влияния поля концентрации путем турбулизации текущей по каналу жидкой смеси и ее разделения на компоненты.

Проанализирован механизм переноса теплоты при развитом пузырьковом кипении жидкости на гладкой поверхности, при котором определяющую роль играет испарение макропленки. На основе предложенной физической модели поведения макропленки жидкости и выполненного расчета испаряющегося мениска получено приближенное выражение для прямого расчета теплообмена при развитом пузырьковом кипении. Согласно модели, теплоотвод от греющей стенки осуществляется через пленку жидкости, существующую под паровыми конгломератами вплоть до кризиса. Движение жидкости в пленке происходит под действием капиллярных сил. Путем совместного решения уравнений движения и переноса теплоты в макро-пленке получено выражение для профиля жидкости в окрестности активного центра кипения. Результаты расчетов теплоотдачи и толщины пленки хорошо согласуются с опытными данными.

Приводятся результаты расчетно-теоретических исследований развития системы плоских сверхзвуковых струй в спутном сверхзвуковом потоке. Расчеты выполнены на основе параболизованных уравнений Навье – Стокса с привлечением алгебраической (Болдуина – Ломакса) и двухпараметрической – -моделей турбулентности. Полученные данные описывают волновую картину газодинамического участка с наличием области сжатия и разрежения, взаимодействия волн возмущения с образованием скачков уплотнения. Показано возникновение диссипативных ячеистых структур в поле кинетической энергии турбулентности, порожденное волновой структурой газодинамического участка.

Рассмотрена задача взаимодействия частиц с энергоемкими вихрями в изотропной турбулентности. На основе гипотезы Коррсина определено время взаимодействия частиц с турбулентными вихрями при наличии эффектов инерционности, осредненного скоростного скольжения и межчастичных столкновений.