Рассмотрена задача обтекания сферы потоком вязкой несжимаемой жидкости в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Предложенный численный алгоритм решения задачи применим к задачам произвольной сложной геометрии. Численный алгоритм основывается на методе конечных объемов. При малых числах Рейнольдса применяется техника DNS, при больших числах Рейнольдса - техника LES. Oпределен диапазон чисел Рейнольдса, в котором в потоке возникают автоколебания и, следовательно, такой поток может порождать звук. Описаны как одночастотные, так и многочастотные колебательные режимы.

На протяжении трех стадий интенсивного промачивания суффозионного грунта последовательно исследовано аналитическими методами формирование и развитие аккумулирующего слоя при предельном его насыщении неструктурными частицами поверхностного слоя жидкости. На типичных примерах проанализировано влияние на деформационный и фильтрационный процессы подвижности и концентрации суффозионных частиц. Показано, что внутренняя суффозия способствует замедлению увлажнения и в конце концов может существенно ухудшить вертикальный водообмен в пласте.

Рассмотрены три составляющие полной гидродинамической силы при глиссировании цилиндра по суперкаверне цилиндрической формы - это подъемная гидродинамическая сила, сила трения замытой части корпуса и сила поддержания погруженной части корпуса. Расчеты выполнены с учетом величины гидродинамического бокового подпора, угла атаки, погружения задній кромки и зазора между корпусом и каверной. Проведено сравнение результатов с экспериментальными данными.

На основании анализа формы тела скоростных гидробионтов и птиц предложено переднюю часть их тела аппроксимировать тремя сферами, сопрягающимися вогнутыми поверхностями, на которых формируются гертлеровские вихри (ГВ). Разработана экспериментальная методика исследования устойчивости ГВ на вогнутых пластинах. Исследована восприимчивость естественных ГВ к вносимым в пограничный слой продольным вихревым системам, формируемым с помощью разработанных генераторов продольных вихрей. Обнаружены условия формирования устойчивых ГВ, в том числе и за участком кривизны. Разработан новый бионический профиль, гидродинамические свойства которого исследованы в модельном эксперименте. Выполнено сравнение с гидродинамическими характеристиками серийного руля судна. Коэффициент подъемной силы бионического руля превышал характеристики серийного профиля руля в широком диапазоне углов атаки. Даны рекомендации для увеличения эффективности бионического руля.

Представлены результаты численного исследования вихревой структуры движения жидкости в области каверны с прямоугольной формой поперечного сечения, расположенной на нижней стенке плоского канала. Метод расчета параметров течения основан на прямом численном решении нестационарных уравнений Навье - Стокса в переменных скорость - давление. Изучены особенности взаимодействия потока в канале с вихревым полем скоростей внутри каверны и в зоне ее расположения при трех геометрических параметрах каверны, в зависимости от числа Рейнольдса и двух форм профиля продольной скорости во входном сечении канала.

Представлены одномерные модели компактных компенсированных вихревых течений с винтовой симметрией. Выполнено сравнение с существующими моделями и предложены области их применения.

Проанализированы результаты численного исследования полей давления и эффектов нестационарности при движении несжимаемой жидкости в зоне прямоугольной каверны, расположенной на нижней стенке плоского канала. Метод расчета параметров течения основан на прямом численном решении нестационарных уравнений Навье - Стокса в переменных скорость - давление. Показано, что при стационарном течении в плоском канале с прямоугольной каверной рост числа Рейнольдса приводит к нестационарности течения в зоне каверны. Изучено распределение поля давления внутри каверны и в зоне ее расположения в зависимости от числа Рейнольдса для трех вариантов параметра длины каверны и двух форм профиля продольной скорости во входном сечении канала.

Рассмотрена проблема увеличения добычи газового конденсата на газоконденсатных месторождениях. Предложен алгоритм оптимального распределения отборов газа с учетом запуска и остановки скважин действующего фонда использован на примере Котелевского газоконденсатного месторождения при разработке только на истощение. Критерием оптимальности является максимум извлеченного газового конденсата. Для оценки влияния внутрипластовых перетоков на добычу газового конденсата рассмотрены несколько вариантов (в том числе и оптимальный) разработки месторождения для различных перераспределений отборов газа скважинами.

Представлена численная негидростатическая модель течений со свободной поверхностью, уравнения которой записаны в двойной системе координат. В отличие от односигменной модели, такая модель пригодна для изучения структуры потоков вблизи подводных препятствий с вертикальными или почти вертикальными стенками, таких как уступы шельфов, рифов, судоходных каналов, океанических впадин. Применение разработанной модели к изучению трансформации солитона над искусственным шельфом в гидравлическом лотке показало достаточно хорошие результаты сравнений с измерениями. Модель довольно аккуратно воспроизвела вихри, наблюдавшиеся в лабораторных экспериментах вблизи стенок погруженного препятствия при прохождении волны над ним. В обоих случаях хорошее согласование с экспериментальными данными было достигнуто путём калибрования шероховатости дна.

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по гашению набегающих на берег поверхностных гравитационных волн. Теоретический анализ проведен на основе модели взаимодействия волн с донными неоднородностями с применением метода сплайн-коллокаций. Физическое моделирование основано на экспериментах, проведенных на базе института в пос. Кийлово. Эксперименты проведены как для неразрушающихся, так и для разрушающихся волн. В первом случае сделано сопоставление теоретических и экспериментальных результатов. Во втором случае предложены эмпирические формулы.

Приведены результаты экспериментальных исследований плавникового движителя с рабочим органом в виде подпружиненного жесткого колеблющегося крыла с приводом от электромагнитного двигателя неполноповоротного типа.

Представлено числовий алгоритм для розв'язання рівнянь мілкої води, який грунтується на центральній схемі "проти потоку" типу Годунова. Він використовує сіткову апроксимацію Курганова-Ноелля-Петрової (KNP-flux), коли потоки консервативних змінних через границі контрольних об'ємів оцінюються за допомогою локальних швидкостей поширення збурень. Застосування кусково-лінійної апроксимації функції дна і спеціальних квадратур для неї робить цю схему добре збалансованою і, в той cамий час, такою, що зберігає додатні значення глибини у всій розрахунковій області. Для зменшення числової дисипації використовується антидифузійний член у формі Курганова-Ліня. Розроблений алгоритм застосований до моделювання одно- і двовимірних нестаціонарних гідравлічних течій, в тому числі тих, які утворюються при руйнуванні захисних берегових споруд. Порівняння результатів розрахунків з відомими експериментальними і чисельними даними свідчить, що запропонована схема адекватно відтворює течії у відкритих водоймах, включно з докритичними, закритичними і перехідними потоками. Виконані розрахунки гідродинамічних характеристик течії на заданій ділянці річки Дніпро дозволили одержати оцінки швидкості течії і рівнів підйому води за різних умов як природного характеру, так і пов'язаних з антропогенними навантаженнями.

Розв'язано лiнiйну задачу генерації та еволюції поверхневих хвиль та затухаючих збурень на вільній поверхні каналу прямокутного поперечного перерізу під час руху зі стану спокою з постійною швидкістю області поверхневого тиску прямокутної форми. Для знаходження розв'язку для потенціалу швидкостей використані інтегральні перетворення по поздовжній координаті і часу та розклад у ряд Фур'є по поперечній координаті. Одержано в явному вигляді розв'язок для хвильового поля та у вигляді квадратур для затухаючих складових. В результаті виконаних розрахунків проаналізовано особливості формування та структуру корабельних (баричних) хвиль залежно від режиму руху та характеристик рухомої області та каналу.

Наведено результати експериментальних досліджень особливостей формування вихрових структур усередині напівсферичної лунки на гідравлічно гладкій плоскій поверхні та поля швидкості, яке вони генерують. Експерименти проводились в аеродинамічній трубі та гідродинамічному лотоку за допомогою візуалізації течії і вимірювання швидкості дротяними й плівковими термоанемометрами. Візуалізація димом, контрастними барвниками та водорозчинними покриттями показала, що усередині лунки генеруються квазістійка великомасштабна вихрова структура та дрібномасштабні вихори, які викидаються назовні з лунки. Ці вихрові структури зароджуються із циркуляційної течії усередині лунки та зсувного шару, який утворюється під час відриву примежового шару з передньої стінки лунки. Вихрова течія усередині лунки обумовлює появу дискретних піків у частотних й хвильових спектрах швидкості на частотах низькочастотних коливань вихрової течії, на частотах обертання та викиду великомасштабної вихрової структури і на частотах автоколивань вихрових структур зсувного шару.

Разложением по малому параметру исходной трехмерной задачи о гидроупругих колебаниях системы "упругая пластина - слой идеальной несжимаемой жидкости" получено обобщенное уравнение типа Кадомцева-Петвиашвили, описывающее распространение длинных двумерных изгибно-гравитационных волн в море, покрытом льдом. В предположении периодичности по поперечной координате построено точное решение полученного уравнения в виде волнового пакета. Определены соотношения между характерными параметрами задачи, которые обеспечивают существование такого решения.

Исследована динамическая неустойчивость параболических оболочек в сверхзвуковом газовом потоке. Такие оболочки описывают обтекатели ракет-носителей. Для получения уравнений движения конструкции применяется метод заданных форм. Сверхзвуковое течение газа описывается поршневой теорией. Исследуются области динамической неустойчивости конструкции и формы динамической потери устойчивости параболических оболочек при возникновении автоколебаний.

Наведено результати експериментальних досліджень в'язкості п'яти видів грунтів на приладі крутіння та показано, що під час руйнування структури водонасиченого грунту останній переходить у зоні зсуву з твердого стану в стан суміші "грунт-вода", яка має всі характерні властивості неньютонівської рідини другої групи, коефіцієнт в'язкості якої змінюється в часі. Результати досліджень показують, що суміш "грунт-вода" має змінну в'язкість, яка залежить від величини вертикальних напружень, щільності і гранулометричного складу грунту, градієнта швидкості і тривалості зсуву. Розроблено та виготовлено в інституті прилад крутіння, на який одержано патент України. Прилад дозволяє одержувати кількісні характеристики в'язкості будь-яких різновидів грунтів, які розповсюджені в межах України.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.45

Рубрики:

Кавітаційна течія < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розв'язано лiнiйну задачу генерацiї та еволюцiї поверхневих хвиль та затухаючих збурень на вiльнiй поверхнi каналу з трапецієвидною формою поперечного перерiзу під час стаціонарного руху областi поверхневого тиску прямокутної форми. Для знаходження розв'язку для потенцiалу швидкостей використано змінену систему координат та iнтегральне перетворення по поздовжнiй координатi і розклад у ряд Фур'є по поперечнiй координатi. Одержано в явному виглядi розв'язок як для хвильового поля, так і для затухаючих складових. У результатi виконаних розрахункiв проаналiзовано особливостi формування та структуру корабельних (баричних) хвиль залежно вiд режиму руху, трапецієвидності каналу та характеристик рухомої областi.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.45

Рубрики:

Кавітаційна течія < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ