И.М. Илюхин, И.В. Егоров
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Жуковский, Россия Центральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского, Жуковский, Россия ivan.ilyukhin@phystech.edu
Ключевые слова: численное моделирование, сверхзвуковой пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, благоприятный градиент давления, турбулентное пятно
Страницы: 96-109
Проводится численное моделирование распространения возмущений в сверхзвуковом пограничном слое на прямом параболическом крыле. Вблизи передней кромки в пограничный слой вводится возмущение массового расхода, в результате чего формируется волновой пакет первой моды, амплитуда которой растет вниз по потоку. Показано, что при достижении критической амплитуды развитие возмущения становится нелинейным, появляются продольные структуры. Нелинейное взаимодействие мод пограничного слоя приводит к формированию турбулентного пятна. Выполнено сравнение характеристик полученного пятна с известными данными для безградиентных течений
А.А. Рахимов, Д.А. Самигуллин
Институт механики им. Р. Р. Мавлютова Уфимского федерального исследовательского центра РАН, Уфа, Россия ragar83@mail.ru
Ключевые слова: мед, пузырек воздуха, реология, вязкость, скорость деформации сдвига, поверхностное натяжение
Страницы: 110-121
Представлены результаты экспериментального изучения свойств меда. Показано, что с увеличением влагосодержания или температуры вязкость меда уменьшается. При измерениях коэффициента поверхностного натяжения липового меда методами взвешивания капель, капиллярного поднятия жидкости и отрывающего пузырька воздуха в жидкости получены близкие результаты. Найдена формула, позволяющая по известным коэффициенту поверхностного натяжения и скорости восстановления формы пузырька воздуха в жидкости после его растяжения до размеров, превышающих начальные в два раза, при одной и той же температуре измерения оценить динамическую вязкость жидкости
В.А. Архипов, С.Ю. Богданов, А.С. Усанина, Р.А. Чуркин
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия leva@niipmm.tsu.ru
Ключевые слова: кластер монодисперсных капель, концентрация капель, скорость всплытия кластера, экспериментальное исследование
Страницы: 122-128
Представлены результаты экспериментального исследования процесса всплытия кластера монодисперсных капель изопарафинового масла в дистиллированной воде в диапазоне чисел Рейнольдса Re = 200÷800. Показано, что начальная объемная концентрация капель в кластере является одним из основных параметров, определяющих его динамику. Исследовано движение кластера двух типов, характеризуемое наличием или отсутствием столкновений содержащихся в нем капель. Получены экспериментальные зависимости скорости всплытия кластера капель от числа Рейнольдса при различных значениях начальной объемной концентрации капель. Определено предельное значение начальной объемной концентрации капель, соответствующее началу движения кластера со скоростью, превышающей скорость движения одиночной капли
Исследован процесс возникновения термомагнитной конвекции стратифицированного магнитного коллоида, заполняющего ячейку Хеле-Шоу, которая помещена во внешнее неоднородное магнитное поле и нагревается со стороны узкой грани таким образом, что постоянный градиент напряженности поля сонаправлен с градиентом температуры. С помощью метода Галеркина получены критические магнитные числа Рэлея как для режимов монотонной конвекции, так и для режимов колебательной конвекции, возникающих за счет неоднородности концентрации магнитных наночастиц, вызванной термодиффузией и магнитофорезом. Для колебательной неустойчивости определена зависимость частоты нейтральных колебаний от параметра разделения смеси и концентрационного числа Рэлея. Для надкритических монотонных и колебательных режимов конвекции представлены распределения функции тока, температуры и концентрации, а также исследовано поведение амплитуд различных пространственных гармоник
В.И. Бородулин, А.В. Иванов, Ю.С. Качанов, А.П. Рощектаев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия bo@itam.nsc.ru
Ключевые слова: пограничный слой скользящего крыла, цилиндрические турбулизаторы, сценарии перехода к турбулентности, эффективность турбулизаторов
Страницы: 140-171
Основной целью настоящего исследования является изучение механизма принудительной турбулизации ламинарного пограничного слоя скользящего крыла, в котором доминирует неустойчивость поперечного течения, при помощи периодических по размаху рядов цилиндрических турбулизаторов. Эксперименты проведены с помощью термоанемометрии в малотурбулентной аэродинамической трубе ИТПМ СО РАН (Новосибирск) при малых дозвуковых скоростях набегающего потока на модели 25-градусного скользящего крыла. Результаты подробных прецизионных измерений средней и пульсационной структуры течения получены в широкой области пространства в 12 различных режимах измерений для пяти типов турбулизаторов (а также без них) для двух скоростей потока. Изученный диапазон чисел Рейнольдса по высоте цилиндров был между 565 и 3613. Настоящая статья является ч. 1 данного исследования. В ней изучены и подробно описаны основные сценарии перехода к турбулентности, вызываемого турбулизаторами. Показана их высокая эффективность. Продолжение исследования будет представлено в ч. 2
А.В. Бойко, А.В. Довгаль, А.М. Сорокин
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия boiko@itam.nsc.ru
Ключевые слова: гидродинамическая устойчивость, отрыв пограничного слоя, обтекание уступа поверхности, нестационарное течение
Страницы: 172-176
Проведено экспериментальное исследование обтекания двумерного уступа поверхности пластины потоком несжимаемого газа в условиях контролируемого низкочастотного воздействия на отрывное течение. Установлено, что колебания потока, частота которых на порядок величины меньше частоты, характерной для конвективной неустойчивости оторвавшегося пограничного слоя, вызывают существенные изменения средних по времени и пульсационных характеристик течения в зоне отрыва
А.В. Иванов, А.Д. Черепанов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия andi@itam.nsc.ru
Ключевые слова: аэродинамика, циклоидальный ротор, движитель, летательный аппарат, управляемый вектор тяги
Страницы: 177-190
Представлена история развития различных циклоидальных роторов (ЦР), применяемых в качестве движителя для летательных аппаратов. Описан принцип работы ЦР с качающейся лопастью. Приведен обзор работ, обобщаются и анализируются количественные данные и выявляются наиболее важные параметры, влияющие на характеристики ЦР с качающейся лопастью. Получены оптимальные значения основных параметров для улучшения характеристик ЦР с качающейся лопастью. Предложен метод инженерной оценки тяги ЦР с качающейся лопастью
Д.В. Дик, А.А. Филиппов, Н.Ю. Бурхинова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия dickdmit@yandex.ru
Ключевые слова: карбид бора, диборид хрома, нановолокнистый углерод, горячее прессование, микротвердость, модуль упругости
Страницы: 191-195
Методом реакционного горячего прессования шихты из карбида бора, оксида хрома и углеродного материала с большой удельной площадью поверхности получен функционально-градиентный материал B4C-CrB2 с градиентом концентрации CrB2 по толщине, равным 5, 15, 25 %. Представлены общий вид микроструктуры и распределение частиц диборида хрома по размерам в каждом слое. Показана немонотонность изменения механических свойств с увеличением концентрации CrB2, обусловленная особенностями реакции карбидоборного восстановления
К.А. Мушанкова, Л.В. Степанова
Самарский национальный исследовательский университет им. С. П. Королева, Самара, Россия mushankova.ka@ssau.ru
Ключевые слова: анизотропная среда, кубическая симметрия упругих свойств, метод молекулярной динамики, атомистические напряжения
Страницы: 196-212
Представлен алгоритм развитого переопределенного метода построения асимптотики поля напряжений вблизи вершины нанотрещины в анизотропном линейно-упругом теле с кубической симметрией. Описано молекулярно-динамическое решение задачи о комбинированном нагружении (нормальный отрыв и поперечный сдвиг) нанопластины из монокристаллических меди и алюминия с центральным разрезом и построение на его основе асимптотического представления для компонент тензора напряжений. Вычислены атомистические напряжения в окрестности вершины трещины и определены коэффициенты ряда, представляющего собой поле напряжений, с помощью значений компонент тензора атомистических напряжений. Для исключения появления зоны нелинейно-упругого деформирования вблизи вершины трещины молекулярно-динамические расчеты выполнены при значении температуры, равном 10 К. Проведено сопоставление полей напряжений в атомистическом и аналитическом решениях. Показано, что значения напряжений на различных расстояниях от вершины нанодефекта хорошо согласуются с решениями задач макроскопической классической теории упругости анизотропных материалов и могут быть описаны с помощью ряда, обобщающего ряд Уильямса на случай анизотропных сред. В обобщенном на случай анизотропных материалов ряде учтены регулярные (неособые) слагаемые и определены коэффициенты ряда этих слагаемых. Показано, что разработанный алгоритм позволяет эффективно определять коэффициенты высших слагаемых ряда
Е.В. Карпов1,2, А.Н. Прохоров1,3, А.Ю. Ларичкин1,2, В.Н. Говердовский1 1Московский политехнический университет, Москва, Россия evkarpov@mail.ru 2Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия larichking@gmail.com 3ООО "Тюбол Центр НСК", Новосибирск, Россия prohorovan05@yandex.ru
Ключевые слова: тонкостенная конструкция, закритическое деформирование, упругий элемент квазинулевой жесткости, вибрация в инфрадиапазоне, виброизоляция
Страницы: 213-220
Предложен подход к моделированию и оценке параметров тонких упругих незамкнутых оболочек и пластин при закритическом деформировании. Рассмотрена конечно-элементная модель продольного изгиба пластины желобообразного профиля, проведено численное моделирование поведения пластины с квазинулевой жесткостью и исследована эффективность использования такой пластины в качестве упругого элемента виброизолирующего механизма. Выполнено сравнение результатов конечно-элементного моделирования с результатами расчетов по аналитическим моделям и с экспериментальными данными. Проведен анализ возможностей регулирования квазинулевой жесткости пластин. Полученные результаты свидетельствуют о возможности широкого применения подобных упругих элементов в системах виброизоляции наземного и бортового оборудования
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее