В.И. Корнилов, А.Н. Попков
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия kornilov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: турбулентный пограничный слой, тело вращения, перфорированная поверхность, методика, численный расчет, эффективность вдува
Страницы: 4-12
Представлена методика оценки энергетических затрат на процесс вдува воздуха через цилиндрический участок мелкоперфорированной поверхности тела вращения большого удлинения при нулевом угле атаки и его обтекании несжимаемым потоком. В основу методики положено утверждение, что необходимая для обеспечения вдува мощность не связана с мощностью маршевого (тягового) двигателя, обеспечивающего движение самого тела, и не зависит от режима движения этого тела. Для числа Рейнольдса Re1 =1,666 · 106 м-1 приведены результаты численного расчета, свидетельствующие о том, что путем распределенного вдува воздуха в турбулентный пограничный слой тела вращения можно достичь экономии мощности от 11 до 19 % в зависимости от размеров вычислительной области
П.А. Поливанов1,2, В.В. Маркин1, Е.А. Меркулова1, Д.А. Бунтин1 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия polivanov@itam.nsc.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: пограничный слой, отрывное течение, когерентные структуры, пленочный датчик, термоанемометр, PIV-метод
Страницы: 13-25
Представлены результаты экспериментального исследования когерентных структур в сдвиговом слое, полученные с использованием различных подходов. Характерные масштабы определялись на основе совместной обработки данных, полученных с использованием однониточного и поверхностных термоанемометрических датчиков и PIV-метода. Сочетание методов PIV и поверхностной термоанемометрии позволило определить области, в которых параметры течения коррелируют с показаниями поверхностных датчиков. Результаты совместной обработки данных, полученных с помощью поверхностных датчиков и PIV-измерений, позволили определить положение поверхностных датчиков относительно отрывной зоны, оптимальное для разработки методов активного управления течением с обратной связью
Д.В. Георгиевский1,2 1Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия georgiev@mech.math.msu.su 2Московский центр фундаментальной и прикладной математики, Москва, Россия
Ключевые слова: нестационарный сдвиг, вязкая жидкость, касательное напряжение, функция ошибок, возмущение, квадратичный функционал, метод интегральных соотношений, достаточные оценки устойчивости
Страницы: 26-32
Исследуется суперпозиция двух нестационарных одномерных сдвиговых течений однородной ньютоновской вязкой среды, реализуемых в полупространстве, граница которого движется поступательно параллельно самой себе. Точные решения выражаются с помощью интегралов Стилтьеса в квазиавтомодельном виде, характерном для диффузионно-вихревых процессов. Приводится постановка линеаризованной задачи для возмущений в терминах вариаций скоростей и давления, при этом движение граничной плоскости не варьируется. Для анализа данной задачи применяется метод интегральных соотношений, использующий квадратичные функционалы и позволяющий получить интегральные оценки, достаточные для невозрастания возмущений на бесконечном интервале времени. Аналитически исследуется случай, когда обе компоненты скорости границы являются монотонно неубывающими функциями времени
Выполнено численное исследование влияния конфигурации мешалки на структуру потока и качество перемешивания реологически сложной жидкости в смесительном аппарате в рамках плоского приближения. Рассмотрены три конфигурации мешалок: лопастные, якорные, якорные с поворотом. Неньютоновские свойства среды описываются с помощью степенного закона. Решение получено с использованием метода контрольного объема и корректирующей процедуры SIMPLE, реализованных на неструктурированной сетке, состоящей из треугольников. Представлена структура потока, характеризующаяся формированием циркуляционных зон в окрестности лопастей и области сдвигового течения вдоль твердой стенки аппарата. Также решена задача о перераспределении ансамбля маркерных частиц с течением времени, что позволяет выполнить качественную оценку процесса смешения. Количественная оценка проводится с использованием характеристики неоднородности распределения маркеров
Р. Чакраборти1, М. Маджхи2, Б. Н. Мандал3 1Женский университет г. Даймонд-Харбор, Даймонд-Харбор, Индия chak.rumpa@gmail.com 2Колледж г. Чакдаха, Чакдаха, Индия mampi.india.123@gmail.com 3Индийский статистический институт, Калькутта, Индия bnm2006@rediffmail.com
Ключевые слова: распространение поверхностных волн, прямоугольный блок, бесконечный уступ, метод Галеркина, гидродинамические характеристики
Страницы: 46
В рамках линейной теории исследована задача о распространении поверхностных волн при наличии толстого прямоугольного блока, плавающего над бесконечным уступом. Блок полностью расположен в области конечной глубины. Для построения потенциала скорости, описывающего движение жидкости в областях конечной и бесконечной глубины, применен метод разложения по собственным функциям. Из условий непрерывности давления в зазорах над углом уступа и под двумя углами блока получены три интегральных уравнения первого рода относительно горизонтальных компонент скорости в этих зазорах. Решение интегральных уравнений найдено методом Галеркина; базисные функции выбраны в виде простых полиномов, умноженных на экспоненциально затухающие функции, а весовые функции определены с учетом условий на кромках. Проведены численные расчеты гидродинамических характеристик: коэффициентов отражения и прохождения, а также компонент волновой силы, действующей на блок. Получены зависимости от волнового числа, выполнен их анализ
К.В. Леонов1, И.Ш. Ахатов1,2,3 1Московский центр фундаментальной и прикладной математики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия k.leonoff@inbox.ru 2Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, Россия iskander.akhatov@gmail.com 3Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева, Казань, Россия
Ключевые слова: динамика пузырька, кавитация, ультразвуковое излучение, целевая доставка лекарств
Страницы: 47-59
Предложена и исследована новая конструкция микрокапсулы для целевой доставки лекарств, представляющая собой сферическую ячейку жидкости (лекарственный раствор) с нанопузырьком, помещенную в полимерную оболочку. Проанализировано влияние низко- и высокочастотного ультразвукового воздействия на динамику кавитационного пузырька в ограниченном объеме жидкости и возникающие в результате упругие тангенциальные (окружные) напряжения в полимерной оболочке. Установлено, что относительно слабое внешнее ультразвуковое воздействие может существенно усиливаться внутри микрокапсулы за счет взрывного кавитационного роста пузырька. Наиболее существенное усиление воздействия и, как следствие, максимальные тангенциальные напряжения в оболочке достигаются при использовании низкочастотного (приблизительно 20 кГц) ультразвукового излучения и малой толщины оболочки. Показано, что при наличии кавитационного пузырька механические напряжения в оболочке во много раз больше, чем в капсуле, заполненной только жидкостью
А.М. Савельев, Д.А. Ягодников
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия alexsaveljev71@gmail.com
Ключевые слова: наночастицы, алюминий, моделирование, теплообмен, аккомодация энергии, скин-слой, электрическое поглощение, магнитное поглощение
Страницы: 117-132
Рассмотрены проблемы описания кондуктивного и радиационного теплообмена в моделях горения наночастиц алюминия. Проанализировано, как теоретические модели классической электродинамики согласуются с данными экспериментов по сечениям поглощения в ИК-области. Показано, что как в дальнем, так и в ближнем ИК-диапазоне модели занижают величину сечения поглощения излучения наночастицами алюминия по сравнению с экспериментальными данными. Модели, в которых предполагается малый размер наночастиц по сравнению с толщиной скин-слоя, применительно к ближнему ИК-диапазону расходятся с экспериментом не только количественно, но и качественно. Это свидетельствует о том, что толщина скин-слоя в ближнем ИК-диапазоне не больше размеров наночастиц и, следовательно, диссипацию энергии волны в объеме наночастиц следует рассматривать с учетом частичного экранирования поля волны. Предложена полуэмпирическая формула для расчета теплового излучения наночастиц, в которой учитывается частичное экранирование поля волны в объеме наночастицы.
А.Е. Курепин1, Л.В. Маланчева1, Э.Р. Прууэл2, И.А. Рубцов3, А.О. Кашкаров2, К.А. Тен2, А.С. Юношев2, А.В. Пластинин2, С.А. Бордзиловский2, С.М. Караханов2 1ГосНИИмаш им. В. В. Бахирева, Дзержинск, Россия 2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск Россия 3Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов», Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, Кольцово, Россия
Ключевые слова: смесевые алюминизированные взрывчатые вещества, детонация, пирометрия, скоростная томография, плотность продуктов детонации, уравнение состояния продуктов детонации
Страницы: 133-143
Представлены результаты экспериментального исследования детонационных характеристик модельного взрывчатого состава C25A, изготовленного в АО «ГосНИИмаш им. В. В. Бахирева». Определены следующие детонационные параметры: плотность, скорость детонации, давление и длительность «химпика»; давление, температура, плотность, массовая скорость, скорость звука, показатель адиабаты в точке Чепмена --- Жуге; оценено время начала реакции окисления алюминия после прохождения детонационной волны и время реагирования в процессе расширения продуктов взрыва в детонационном течении, а также построена адиабата разгрузки продуктов детонации. При проведении исследований использовалось оборудование Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.
Б.С. Сеплярский, Р.А. Кочетков, Н.И. Абзалов, Т.Г. Лисина
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, Черноголовка, Россия seplb1@mail.ru
Ключевые слова: СВС, карбид титана, металлокерамика, гранулы, режим горения, примесный газ, коэффициент межфазового теплообмена
Страницы: 144-158
Впервые исследованы закономерности горения гранулированных смесей (100 - X )(Ti + C) + X (Co---Cr---Ni) при X = 0 ÷ 40 мас. %, использованных для синтеза металлокерамики. Расчетным путем определен состав смеси, при котором выделение примесных газов приводит к переходу из кондуктивного в конвективный режим горения ( X = 20 %), что позволило оценить содержание примесного водорода в исследуемых смесях. Для гранул размером 1.7 мм фильтрация примесных газов через образец приводит к конвективному режиму горения при X < 20 % и к кондуктивному при X > 20 %. Во всех смесях с гранулами размером 0.6 мм реализуется кондуктивный режим горения. Фазовый состав полученных композитных образцов представлен TiC и ГЦК-фазой среднеэнтропийного сплава CoCrNi. Рассчитанный с использованием экспериментальных данных коэффициент межфазового теплообмена в гранулированных СВС-смесях на порядок превышает теоретические значения коэффициента теплообмена в пористой среде. Предложенная методика синтеза из гранулированных смесей в проточном реакторе имеет перспективу для изготовления композитных порошков TiC--CoCrNi, используемых для нанесения упрочняющих покрытий.
Н.А. Кочетов, И.Д. Ковалёв
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, Черноголовка, Россия kolyan_kochetov@mail.ru
Ключевые слова: горение, механическая активация, СВС, высокоэнтропийный сплав, кермет, высокоэнтропийный силицид, силицид титана
Страницы: 159-171
Проведено исследование влияния содержания металлической связки Fe + Co + Cr + Ni + Al, механической активации и поджатия образцов на максимальную температуру и скорость горения, удлинение образцов в процессе синтеза, выход смеси после механической активации, морфологию и фазовый состав продуктов горения в системе 5Ti + 3Si + x(Fe + Co + Cr + Ni + Al). Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получен композитный материал, состоящий из керамики и высокоэнтропийного силицида. В процессе 5-минутной активации смесей 5Ti + 3Si + x(Fe + Co + Cr + Ni + Al) образуется двухфазный высокоэнтропийный сплав, состоящий из твердых растворов с ГЦК- и ОЦК-решеткой. С увеличением содержания металлической связки в смесях уменьшаются размер зерен керамики в продуктах, максимальная температура горения и выход смеси после механоактивации. Поджатие образцов из исходных смесей расширило концентрационные пределы горения по содержанию металлической связки. На зависимости скорости горения от содержания металлической связки наблюдается максимум при x = 10 % мас. Активация смесей увеличила скорость и расширила концентрационные пределы горения по содержанию связки.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
