Ю.Н. Григорьев1,2, И.В. Ершов1,2 1Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия grigor@ict.nsc.ru 2Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск, Россия ivershov1969@gmail.com
Ключевые слова: модель пограничного слоя, колебательное возбуждение, диссоциация, смесь, стабилизация
Страницы: 833-848
На основе системы уравнений газодинамики смеси молекулярных колебательно возбуждаемых химически реагирующих газов исследовано влияние присадки углекислого газа на устойчивость гиперзвукового пограничного слоя нейтрального азота на пластине. Расчеты выполнены для пяти вариантов состава смеси. Параметры стационарного течения рассчитывались на основе локально автомодельного приближения уравнений пограничного слоя. В рамках линейной теории устойчивости получены зависимости критических чисел Рейнольдса Reδc и чисел Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода RexT* от молярной концентрации присадки. В частности, для 50 % смеси относительное возрастание обоих критериев по отношению к соответствующим значениям для смеси совершенных газов составляет приблизительно 53 %. При этом вклад диссоциации CO2 в смещение зоны ламинарно-турбулентного перехода вдвое превышает вклад релаксации колебательных мод. Показано, что полученная зависимость RexT* от молярной концентрации присадки коррелирует с соответствующими экспериментальными результатами группы профессора Х. Хорнунга.
В статье рассматривается взаимосвязь излучательной способности (ИС) металлов V периода Периодической системы при плавлении с теплофизическими свойствами: коэффициент поверхностного натяжения (γ) и удельная теплоемкость (Cp). На основе собственных и частично заимствованных экспериментальных данных, а также теоретических расчетов по приближению Фута, выявлены закономерности изменения ИС в зависимости от электронной структуры и межатомных взаимодействий. Показано, что корреляция между ИС, γ и Cp носит сложный характер и определяется как общими тенденциями (например, увеличением ИС с ростом γ), так и спецификой электронной конфигурации отдельных элементов. Результаты работы подчеркивают важность учета периодичности и электронной структуры для возможного прогнозирования теплофизических свойств металлов при фазовых переходах.
Представлены результаты экспериментального исследования влияния табов (зубцов) различной формы на интенсивность турбулентного теплообмена в отрывной зоне в ближнем следе за обратным уступом. В этой застойной области наблюдается сильное снижение теплоотдачи, что негативно сказывается на величине теплогидравлической эффективности. В экспериментах исследовались табы пяти форм: квадратные, треугольные, цилиндрические, полуцилиндрические и полуконусные. Табы устанавливались на кромке уступа непосредственно перед отрывом потока. Измерения проводились при числе Рейнольдса ReН = 4000 и варьировании шага между табами. Установлено, что квадратные табы с шагом 2.5 калибра (высоты уступа) наибольшим образом влияют на течение и теплоотдачу, но в то же время они вызывают наибольшее гидравлическое сопротивление, поэтому термогидравлическая эффективность у них наименьшая. Наилучшим образом себя показали полуконусные табы, установленные с шагом, равным пяти калибрам.
М.А. Пахомов1, В.И. Терехов1, Д. Конг2 1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия pma41976@yandex.ru 2Сианьский транспортный университет, Сиань, Китай kongdehai@nwpu.edu.cn
Ключевые слова: численное моделирование, модель переноса рейнольдсовых напряжений, вдув, пристенная газокапельная струя, динамика и испарение капель
Страницы: 947-955
Выполнено численное моделирование динамики распространения дисперсной фазы при вдуве газокапельной пристенной струи в спутный турбулентный воздушный нагретый поток при вариации массовой концентрации капель во входном сечении и их начального диаметра. При решении используется система осесимметричных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса (RANS) с учетом двухфазности течения. Для описания аэродинамики и тепломассопереноса в газовой и дисперсной фазах в основном применяется эйлеров подход. Лагранжев и полный лагранжев подходы используются в работе для дополнительной верификации разработанной математической модели. Показано существенное влияние массовой концентрации жидкости на профили концентрации частиц по сечению канала. Выполнено сравнение полученных результатов расчетов с использованием эйлерова и лагранжева описаний. Показана применимость обоих подходов для описания динамики и теплообмена двухфазной пристенной струи (отличие между двумя подходами не превышает 15 %)
Представлено численное исследование течения в тангенциальной вихревой камере с использованием нестационарных полных и осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса. Рассмотрено пространственное течение вязкого несжимаемого газа (воздуха) при числе Рейнольдса Re = 3.4·104. Проведен анализ распределений осевой и окружной компонент скорости, а также их пульсаций. Установлено, что решение полных уравнений Навье - Стокса обеспечивает распределение параметров в закрученном потоке, близкое к результатам экспериментальных измерений, тогда как модели турбулентности на основе гипотезы Буссинеска не позволяют численно воспроизвести динамику ограниченного закрученного потока.
Наземное моделирование процессов вокруг космических аппаратов в открытом космосе является актуальной задачей для космической отрасли. Значительный интерес представляют исследовательские возможности небольших вакуумных газодинамических стендов, позволяющих при минимальных финансовых и материальных затратах детально анализировать процессы, моделирующие натурные режимы истечения. Улучшение откачной системы лабораторного вакуумного стенда ЛЭМПУС-2 Новосибирского государственного университета, усовершенствование средств диагностики разреженных газов позволило расширить диапазон моделирования сверхзвуковых струй, истекающих из сопловых блоков. В работе представлены результаты измерений, выполненных в бинарных блочных струях методами фотовизуализации и сканирования потоков аргона при варьировании отношения давлений торможения и окружающего пространства. Продемонстрировано существенное влияние процесса конденсации на газодинамику взаимодействующих струй.
М.В. Шестаков
Институт теплофизики им. С.С. Кутателазде СО РАН, Новосибирск, Россия maximvsh@gmail.com
Ключевые слова: эксперимент, каналы сложной формы, узкий зазор, метод TR-Tomo PIV
Страницы: 979-983
Трехмерная структура течения в узких зазорах между стержнями тепловыделяющих сборок (ТВС) оказывает определяющее влияние на коэффициенты тепломассопереноса, которые, в свою очередь, задают производительность ТВС. В работе впервые проведены измерения мгновенных трехмерных полей скорости в модели периферийной ячейки ТВС с помощью метода Tomographic PIV с высоким временным разрешением. Эксперименты выполнены при числе Рейнольдса Re = 2100. Проведенное с помощью метода TR-Tomo PIV исследование позволило охарактеризовать трехмерную структуру и динамику течения в узком зазоре периферийной ячейки ТВС. На основе полученных данных рассчитаны компоненты вектора завихренности в объеме потока. Показано, что ключевым механизмом, ответственным за генерацию экстремальных значений продольной завихренности, являются поперечные колебания потока. Данные колебания носят квазипериодический характер (Sh = 0.091) и чередуются с фазами стабилизации, для которых характерно прямоточное течение.
Экспериментально изучено новое обнаруженное явление - внезапный разлет зерен крахмала при резком понижении окружающего давления. Целью исследования является определение механизма этого явления. Указанный эффект наблюдался для различных типов крахмала: картофельного, кукурузного и рисового. Установлено, что влажность крахмалов - основной параметр, определяющий возникновение данного явления. Результаты экспериментов показали, что разлет зерен происходит за счет реактивной силы, возникающей при испарении и выбросе воды из крахмальных зерен. Причиной выброса является подъем давления паров воды внутри крахмальных зерен вследствие достижения фазового перехода воды при понижении внешнего давления. Полученные данные могут быть полезны для дальнейших исследований в области материаловедения и биотехнологий, а также для разработки новых методов исследования свойств крахмальных материалов.
Развитие оптико-электронных методов измерения через многофазный барьер при исследовании дисперсной составляющей в экспериментах по моделированию природных и технических гидродинамических систем является актуальной задачей. Сложности прямых измерений в условиях урагана приводят к необходимости лабораторных измерений. Детальные исследования образования брызг проведены в условиях лабораторных экспериментов на высокоскоростном ветроволновом канале (ВВК) Института прикладной физики РАН (ИПФ РАН). Для измерения кинематических характеристик потока аэрозоля использовался современный бесконтактный оптический метод диагностики двухфазных потоков - метод лазерной доплеровской анемометрии (ЛДА). Проведены эксперименты по измерению аэродинамики капель аэрозоля на ВВК ИПФ РАН. Показано, что измерительная система позволяет измерять все три компоненты скорости аэродинамического потока при скорости ветра от 10 до 40 м/с через многофазный барьер в широком диапазоне условий. Проведены сравнения результатов измерений с показаниями трубки Пито, показано хорошее соответствие и воспроизводимость экспериментальных результатов.
Разработан метод синтеза новых гибридных производных α-пинена с α-аминофосфонатным фрагментом для создания в молекулах потенциальных экстрагентов переходных металлов дополнительного центра координации металла. Показано, что O-алкиловые эфиры α-аминооксимов ряда пинана по реакции Кабачника-Филдса с диметилфосфитом и бензальдегидом в двухстадийном варианте могут быть превращены в новые хиральные α-аминофосфонаты с удовлетворительным препаративным выходом (40-42 %). По такой схеме терпеновые аминофосфонаты получаются в виде высоко липофильных продуктов в форме пары стереоизомеров с диастереомерной чистотой 49-66 %.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
