ТОМ 82, №5


АНАЛИЗ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА С КРЫЛЬЧАТКОЙ
Проведено экспериментальное и теоретическое исследование характеристик роторно-пульсационного аппарата, оснащенного крыльчаткой и регулирующим расход вентилем. Определены зависимости параметров работы аппарата от частоты вращения ротора при четырех фиксированных положениях вентиля. Показано, что экспериментальные зависимости давления в линии нагнетания и полезной мощности от числа оборотов двигателя полностью согласуются с теоретическим описанием в рамках развитой ранее полуэмпирической модели роторно-пульсационного аппарата.
Автор:  А. В. Федоров, Т. А. Хмель, М. С. Василишин, А. Г. Карпов, А. А. Кухленко
Ключевые слова:  роторно-пульсационный аппарат, напорно-расходные характеристики, эксперимент, расчет.
Стр:  823

ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИЙ СОПЛА НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУИ
Излагаются результаты исследований аэродинамических характеристик турбулентных струй, истекающих из сопел, подверженных воздействию различного рода низкочастотных вибраций <197> поперечных, продольных и крутильных (при осесимметричных колебаниях сопла вокруг продольной оси). Получены данные о закономерностях изменения средней и пульсационной скорости вдоль оси струи, а также о спектрах пульсаций скорости в зоне смешения струи. Установлено, что при низкочастотных вибрациях сопла достигается заметная интенсификация смешения струи. При этом имеют место такие же эффекты, как и при акустическом возбуждении струи. Эксперименты выполнены при числах Рейнольдса Re = 2x104 -8x104.
Автор:  Е. В. Власов, А. С. Гиневский, Е. А. Гостев, Р. К. Каравосов, Т. М. Макаренко, И. В. Панкратов
Ключевые слова:  аэродинамические характеристики, турбулентные струи, низкочастотные вибрации сопла, интенсификация смещения, спектр пульсаций скорости.
Стр:  830

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОБОЛОЧЕК ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ФОРМИРОВАНИЕ НА ИХ ПОВЕРХНОСТЯХ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ ПРИ ОБТЕКАНИИ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТЬЮ
Исследуется влияние физико-механических свойств  крупногабаритных оболочек на их колебание в потоке жидкости. Определены диапазоны значений модулей упругости, сдвига и коэффициентов Пуассона анизотропного материала оболочки, при которых на ее поверхности формируется бегущая волна.
Автор:  С. М. Аульченко, В. О. Каледин, Е. А. Седова
Ключевые слова:  задача гидроупругости, оболочка из анизотропного композитного материала, бегущая волна.
Стр:  834

ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЯ НАВЬЕ-СТОКСА В ВИДЕ ПОЛИНОМОВ
Дана классификация точных полиномиальных решений уравнения Навье-Стокса, описывающих течение ньютоновой несжимаемой жидкости. Выделены четыре класса таких решений: параметрические, временные, координатные и полиномы по обратным степеням числа Рейнольдса. Обсуждается методика нахождения точных биномиальных решений. Приведен пример безотрывного обтекания окружности.
Автор:  С. К. Бетяев
Ключевые слова:  ньютонова жидкость, уравнение Навье-Стокса, уравнение Эйлера, число Рейнольдса, дифференциальные связи.
Стр:  838

ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ НА ВИХРЕВОЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ ЛАМИНАРНОМ И ТУРБУЛЕНТНОМ ОБТЕКАНИИ НАГРЕТОЙ ПЛАСТИНКИ С НЕГЛУБОКОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ЛУНКОЙ
На основе решения факторизованным конечно-объемным методом дифференциальных уравнений сохранения массы и энергии, уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса, замкнутых в последнем случае с помощью модели переноса сдвиговых напряжений, анализируется влияние числа Рейнольдса на картины отрывного обтекания и теплогидравлические характеристики плоской пластины с неглубокой сферической лункой при ламинарном и турбулентном режимах.
Автор:  С. А. Исаев, С. З. Сапожников, В. Ю. Митяков, А. В. Митяков, С. А. Можайский, А. Е. Усачов
Ключевые слова:  вихревой теплообмен, численное моделирование, сферическая лунка, плоская пластинка, RANS, MSST, многоблочные вычислительные технологии, пакет VP2/3.
Стр:  847

О РЕЗОНАНСНОМ ХАРАКТЕРЕ ПРОТЕКАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗАКРЫТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТРУБАХ
Приведены результаты исследования нелинейных резонансных колебаний давления, возбуждаемых с помощью гидродинамического генератора проточного типа в закрытых цилиндрических трубах, расположенных перпендикулярно волноводу и заполненных жидкостью. Показано, что амплитуда колебаний в них может на порядок превышать амплитуды возбуждающих колебаний в волноводе.
Автор:  Д. А. Жебынев, О. В. Шмырков
Ключевые слова:  волновая технология, нелинейные колебания и волны, резонансные колебания в трубах с жидкостью, гидродинамический генератор.
Стр:  858

ЗАКРУЧЕННЫЕ КОНВЕКТИВНЫЕ СТРУИ: АСИМПТОТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Представлены результаты решения задачи о закрученной конвективной струе над точечным источником тепла на основе уравнений ламинарного пограничного слоя в приближении Буссинеска. Исследованы случаи постоянства циркуляции азимутальной составляющей скорости на бесконечности и момента количества движения жидкости относительно оси струи. В обоих вариантах проведен асимптотический анализ проблемы и сформулированы соответствующие краевые задачи для главных членов разложения искомых функций. Изучены особенности скоростных и температурных полей в зависимости от числа Прандтля. Получены аналитические решения и даны подробные таблицы численного анализа.
Автор:  О. Г. Мартыненко, В. Н. Коровкин
Ключевые слова:  стационарные закрученные струи, свободно-конвективный теплообмен, ламинарный режим, математическое моделирование.
Стр:  863

EFFECTS OF MASS TRANSFER ON FREE CONVECTION FLOW PAST A SEMI-INFINITE INCLINED PLATE WITH VARIABLE SURFACE TEMPERATURE
The unsteady free convection flow past a semi-infinite inclined plate with a variable surface temperature and mass flux is considered. The governing unsteady, two-dimensional, coupled, nonlinear integrodifferential equations are transformed into a set of non- dimensional equations which are solved numerically using an implicit finite-difference method. A representative set of the results obtained is displayed graphically to illustrate the influence of various physical parameters on the velocity, temperature, and concentration profiles. The local and average skin friction, Nusselt number, and Sherwood number are also presented.
Автор:  G. Palani and Kwang-Yong Kim
Ключевые слова:  Inclined plate, Nusselt number, skin friction, Sherwood number, finite difference.
Стр:  869

NON-DARCIAN CONVECTION FLOW IN A CIRCULAR DUCT PARTIALLY FILLED WITH POROUS MEDIUM
The flow and heat transfer in a circular duct bounded by a porous bed is considered. The entire flow region is divided into two zones. The clean fluid region is described by the Navier<196>Stokes equations, while the Brinkman-extended Darcy model is used in the flow through a porous bed. In either zone the momentum and temperature equations are coupled. In order to obtain a better insight into this complex problem, the Galerkin finite element analysis with quadratic polynomial approximations is applied. The behavior of the velocity and temperature is analyzed. The shear stress and the rate of heat transfer are also obtained for various governing parameters.
Автор:  D. V. Krishna
Ключевые слова:  Non-Darcy convection; heat transfer; circular duct; porous bed; Galerkin finite element analysis.
Стр:  879

СОПРЯЖЕННАЯ СМЕШАННАЯ КОНВЕКЦИЯ В УСЛОВИЯХ МАССОПЕРЕНОСА
Проведено математическое моделирование сопряженной смешанной конвекции в прямоугольной области при наличии источников тепло- и массовыделения. Получены распределения термогидродинамических и диффузионных параметров, характеризующие основные закономерности исследуемого процесса. Исследовано влияние фактора нестационарности, а также интенсивности источников тепловыделения и массовыделения на формирование и развитие как вихревых гидродинамических структур, так и температурных полей. Представлены распределения локальных характеристик (линии тока, изотермы) и интегральных (средние числа Нуссельта и Шервуда).
Автор:  Г. В. Кузнецов, М. А. Шеремет
Ключевые слова:  сопряженный теплоперенос, смешанная конвекция, массоперенос, численный анализ, локальные источники тепло- и массовыделения.
Стр:  886

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ПРИ АДИАБАТИЧЕСКОМ СЖАТИИ
Изучены особенности самовоспламенения и горения топливовоздушных смесей, содержащих метан, водород и этилен, при адиабатическом сжатии.
Автор:  В. В. Лещевич, О. Г. Пенязьков
Ключевые слова:  установка быстрого сжатия, адиабатическое сжатие, самовоспламенение, горение, время индукции, метан, водород, этилен.
Стр:  896

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ГАЗА В ЗАКРУЧЕННОЙ СТРУЕ И ФОРМИРОВАНИЯ ОГНЕННОГО СМЕРЧА
Проведено численное моделирование огненных смерчей, возникающих в результате вдува закрученного потока горючего газа в первоначально неподвижную среду. Результаты расчетов согласуются с экспериментальными значениями во всем исследованном диапазоне закруток.
Автор:  А. М. Гришин, О. В. Матвиенко, Ю. А. Руди
Ключевые слова:  смерч, конвективная колонка, закрученные потоки, турбулентность, теплообмен, горение, химическое реагирование, математическое моделирование.
Стр:  902

ДИНАМИКА ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ ГОРЕНИИ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ТОПЛИВ
C использованием формулы Вибе рассмотрена динамика тепловыделения при горении стехиометрических и бедных  пропано-водородно-воздушных смесей с содержанием молекулярного водорода от 0 до 14% в цилиндрической камере. С помощью экспериментальных данных, полученных для исследуемой геометрии, установлены относительная характеристика тепловыделения, полное время горения и показатель характера горения для двух вариантов расположения инициатора воспламенения (боковой и центральный поджиг). Показано, что эти параметры учитывают основные особенности горения и имеют вполне определенный физический смысл, связанный с физико-химическими свойствами горючего и скоростью распространения пламени. Изучена скорость тепловыделения, ее зависимость от времени и положения фронта пламени.
Автор:  М. С. Ассад, В. Н. Миронов, О. Г. Пенязьков
Ключевые слова:  горение водорода, характеристика тепловыделения, показатель характера горения, скорость распространения пламени.
Стр:  909

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОСХОДЯЩЕГО ПОЛИДИСПЕРСНОГО ПОТОКА С УЧЕТОМ ГЕТЕРОГЕННОГО ГОРЕНИЯ, ВРАЩЕНИЯ ЧАСТИЦ, ТУРБУЛЕНТНЫХ И ПСЕВДОТУРБУЛЕНТНЫХ ЭФФЕКТОВ
Построена замкнутая система уравнений, описывающая движение и физико-химические процессы в восходящем полидисперсном потоке, с учетом вращения дисперсной фазы, сил аэродинамического сопротивления, тяжести и Магнуса, взаимодействия частиц между собой и со стенкой реактора. Замыкание уравнений движения и теплопереноса твердой фазы осуществляется на уровне уравнений для вторых моментов пульсаций линейной и угловой скоростей частиц и их температуры. Пульсационные характеристики несущей среды вычисляются при помощи уравнения для турбулентной энергии газа.
Автор:  Б. Б. Рохман
Ключевые слова:  горение, частица, газ, полидисперсность, турбулентность, псевдотурбулентность, температура, пульсации, гетерогенная реакция, концентрация, скорость, моменты, аэродинамика, вращение.
Стр:  919

ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ ЭКРАНИРОВАННОЙ СТЕНКИ С ТЕРМОАКТИВНОЙ ПРОКЛАДКОЙ ПРИ ОСЕСИММЕТРИЧНОМ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
В качестве базовой для разработки иерархии упрощенных аналогов предложена математическая модель процесса формирования температурного поля в системе плоская стенка<196>термоактивная прокладка-теплозащитное покрытие, внешняя поверхность которой находится под воздействием осесимметричного теплового потока с интенсивностью гауссовского типа. Для определения изучаемого температурного поля разработано конечное интегральное преобразование для трехслойной области со специфическими условиями сопряжения.
Автор:  А. В. Аттетков, И. К. Волков, Е. С. Тверская
Ключевые слова:  экранированная стенка, термоактивная прокладка, осесимметричное тепловое воздействие, температурное поле, интегральное преобразование.
Стр:  935

ESTIMATION OF KINETIC PARAMETERS OF COMPOSITE MATERIALS DURING THE CURE PROCESS USING COMBINED WAVELET REGULARIZATION METHOD
The limitation of the experimental methods in thermophysical characterization of composite materials leads to an increased use of inverse parameter estimation techniques. However, in some situations the convergence of the inverse algorithm is impossible due to the correlation of the involved parameters and the existing noises in measurement data. Several different approaches have been used to tackle this problem. In this article, a new approach is utilized to solve it. This new technique is combining the wavelet denoising and Levenberg-Marquardt regularization method. In order to examine this technique, a highly ill-posed problem is considered as a test case; that is, the estimation of the composite kinetic parameters during the cure process.
Автор:  F. Kowsary, M. Sefidgar, A. Pourshaghaghy, and A. Hakkaki-Fard
Ключевые слова:  Wavelet denoising, parameter estimation, composite kinetic parameter, Levenberg-Marquardt.
Стр:  944

ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ БЕЗ НАСЫЩЕНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЗАДАЧ
Рассматривается дискретизация по времени, не имеющая насыщения, т. е. автоматически учитывающая гладкость решения исследуемой задачи. В качестве примера использовано уравнение теплопроводности, но метод применим к любой нестационарной задаче, такой, где дискретный оператор по пространственным переменным имеет полную систему собственных векторов и собственные значения действительны.
Автор:  С. Д. Алгазин
Ключевые слова:  численные алгоритмы без насыщения, нестационарные задачи, уравнение теплопроводности.
Стр:  950

ЗАТВЕРДЕВАНИЕ ПЛОСКОГО СЛИТКА В КЛИНООБРАЗНОЙ ИЗЛОЖНИЦЕ С ПРИБЫЛЬЮ
Вариационным методом с использованием понятия локального термодинамического потенциала решена нестационарная задача затвердевания металла в плоской клинообразной изложнице с прибылью и определены положения фронта затвердевания в любые моменты времени.
Автор:  В. В. Дремов
Ключевые слова:  прибыль, изложница, фронт затвердевания, функционал, вариация, стационарное уравнение, нестационарное, жидкая фаза, твердая фаза, моменты времени.
Стр:  961

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТОКА ИСКУССТВЕННОЙ МОЛНИИ НА ОБРАЗЦЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБШИВКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Приводятся результаты исследований термического действия на листовые образцы обшивки летательного аппарата из алюминиевого сплава АМц с толщиной стенки от 2 до 6 мм импульсной A (c нормированной амплитудой 212 кА и интегралом действия 2.07 x 106 А2x с) и длительной C (c нормированной амплитудой 846 А и длительностью 1000 мс) составляющих электрического тока искусственной молнии. Показано, что термическую стойкость указанных образцов обшивки определяет длительная C-компонента тока молнии, вызывающая в них активную электрическую эрозию. Проведенные эксперименты и расчеты теплового состояния исследуемых образцов обшивки свидетельствуют, что для обеспечения термической молниестойкости обшивки и электромагнитной безопасности полетов аппаратов авиационной техники в условиях прямого воздействия на них грозовых электрических разрядов толщина стенки их обшивки из алюминиевого сплава АМц или из другого материала с близкими ему теплофизическими характеристиками должна составлять не менее 4 мм.
Автор:  М. И. Баранов, М. А. Носенко
Ключевые слова:  летательный аппарат, металлическая обшивка, прямой удар молнии, импульсная и длительная компоненты тока молнии, электрическая эрозия обшивки, термическая стойкость обшивки.
Стр:  972

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В НЕОДНОРОДНЫХ ТЕРМОРЕЗИСТОРАХ НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА БАРИЯ
Численными методами изучены температурные напряжения в полупроводниковой керамике на основе титаната бария со слоистой структурой при воздействии токовых нагрузок. Показано, что при оптимизации соотношений толщин слоев и их свойств можно добиваться значительного снижения максимальных напряжений по сравнению с однородными терморезисторами.
Автор:  В. Н. Шут, А. В. Гаврилов
Ключевые слова:  титанат бария, ПТКС, температурные напряжения, неоднородные терморезисторы.
Стр:  981

МАССООБМЕН В ПРОЦЕССАХ СУШКИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Проведено теоретическое исследование и аналитическое решение уравнений массопереноса в деформируемых пористых телах. С использованием экспериментальных данных сушки пористых материалов решена обратная некорректная задача с целью оценки области регулярности для переменных значений коэффициента эффективной диффузии и пористости слоя по времени.
Автор:  Г. И. Келбалиев, М. Р. Манафов
Ключевые слова:  сушка, массообмен, пористость, деформация, некорректная задача, эффективная диффузия, деформирующее напряжение, извилистость пор, сдвиговая вязкость.
Стр:  984

О ПРОЧНОСТИ ТЕЛА ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ, БЛИЗКИХ К ТОЧКЕ ЕГО ПЛАВЛЕНИЯ
На примере мерзлых грунтов и льда, существующих при температурах, близких к точке плавления, показано наличие двух механизмов (типов) разрушения, связанных с фазовыми переходами воды. Первый, работающий около точки плавления, - это пластическое разрушение, постепенно переводит ледяное тело в жидкообразное состояние. Второй, работающий вдали от точки плавления, - это хрупкое разрушение, развал на части, с незначительным предварительным деформированием. Для обоих типов разрушения получены формулы длительной прочности и хода деформации во времени.
Автор:  А. А. Коновалов
Ключевые слова:  мерзлый грунт, лед, пластическое разрушение, хрупкое разрушение, деформация, жидкообразное состояние, длительная прочность, долговечность.
Стр:  992

СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСТЯЖЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРОВ
Предложена модель нематического эластомера в виде цепочки, звенья которой находятся в одном из двух возможных состояний. Для такой двухкомпонентной системы получено точное выражение конфигурационного интеграла, содержащее неизвестные одночастичные потенциалы средних сил. В рамках приближения самосогласованного поля для них введены физически оправданные аппроксимации, позволившие рассчитать кривые растяжения при различных температурах.
Автор:  В. В. Белов, В. Б. Немцов
Ключевые слова:  нематический эластомер, конфигурационный интеграл, потенциалы средних сил, функция распределения, ориентационный порядок, кривая растяжения, плато.
Стр:  999

ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ПРОЦЕССА АНОДНОГО МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ
Предложена физико-математическая модель энергетической интенсификации процесса микроплазмоискровой обработки в жидкой среде посредством пропускания через нее ультразвуковых волн. Определены условия и параметры ультразвукового воздействия, характеристики передающей электрический импульс среды для оптимизации кавитационного и энергетического влияния на процесс модифицирования и упрочнения вентильных материалов при анодном микродуговом оксидировании. Представленные данные анализа результатов моделирования физических явлений, сопровождающих данный процесс, указывают на возможности управления технологией анодного микродугового оксидирования для получения покрытий заданной толщины и качества с помощью целенаправленного выбора параметров внешнего ультразвукового воздействия (амплитуды и частоты) и собственных характеристик электролита (его плотности, вязкости и наличия частиц в определенной степени дисперсности).
Автор:  Н. М. Чигринова, А. А. Кулешов, В. В. Нелаев
Ключевые слова:  микродуговое оксидирование, процесс модифицирования, покрытия, энергетическая интенсификация, ультразвуковое воздействие, моделирование физических явлений, физико-математическая модель, кавитационные пузырьки, уравнение Рэлея<196>Плессе, амплитуда, частота, характеристики электролита.
Стр:  1004

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ КОНТАКТНОМ ПЛАВЛЕНИИ СИСТЕМЫ СУРЬМА-ТЕЛЛУР
Исследовано контактное плавление в бинарной системе со сложной диаграммой состояния при различных способах нагрева контакта массивных образцов сурьмы и теллура с применением метода автотермоэдс. Экспериментально обнаружено понижение температуры контактного плавления относительно температуры плавления стабильной эвтектики, вызванное протеканием метастабильных процессов. Образование метастабильной эвтектики Sb+Те нами установлено рентгеноструктурным, микрорентгеновским спектральным, микроструктурным анализами и измерением микротвердости контактных прослоек, а также вторичным плавлением. Проведены теоретические расчеты тепла, выделяемого в результате экзотермической реакции образования промежуточной фазы Sb2Te3.
Автор:  Д. Х. Дадаев, Л. С. Пацхверова, М. Р. Хайрулаев
Ключевые слова:  контактное плавление, эвтектика, метастабильность, микротвердость.
Стр:  1014

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ