Получено аналитическое решение гидравлической задачи о перетекании бингамовского пластика через внезапное расширение трубопровода (задача Борда - Карно). Для ламинарного режима получены конечные соотношения для определения гидравлических коэффициентов. Приведены результаты расчета зависимости этих коэффициентов от числа Сен-Венана.

Задача о движении вязкой жидкости в бесконечно протяженном плоском канале под действием периодически изменяющегося давления обобщена на случай присутствия у стенок канала слоев с распределенной массовой силой, пропорциональной локальной скорости легкопроницаемой шероховатости (ЛПШ). По аналитическому решению, полученному в комплексных числах, построены изменяющиеся во времени распределения скорости поперек канала в отсутствие и при наличии ЛПШ для двух характерных частот пульсирования давления.

Впервые в мировой практической деятельности рассмотрены задачи ламинарных течений в соосных конических каналах. Приведены аналитические решения задач диффузорного и конфузорного течений в соосных конических каналах в условиях ползущего течения при пренебрежительно малых числах Рейнольдса и с учетом характерной инерционной силы для ламинарных течений в каналах с переменной площадью поверхности поперечного сечения. Рассмотрены задачи развития ламинарного течения в соосных конических диффузорах и определены входовые поправки давления.

Впервые в мировой практической деятельности систематически рассмотрены задачи ламинарных течений в соосных конических каналах (СКК). Приведены аналитические решения задач диффузорного и конфузорного течений в СКК в условиях ползущего течения при пренебрежимо малых числах Рейнольдса и с учетом характерной инерционной силы для ламинарных течений в каналах с переменной площадью поверхности поперечного сечения. Даны задачи развития ламинарного течения в соосных конических диффузорах и определены входовые поправки давления. Проанализировано влияние кривизны границ на ламинарное установившееся течение жидкости СКК. Проведен анализ ламинарного диффузорного течения на начальном гидродинамическом участке в соосных конических и аппроксимирующих их секториальных каналах методами разделения переменных.

Одержано точний розв'язок задачі ламінарного теплообміну обертового диска в рідині, що обертається за законом твердого тіла в одному напрямку з диском. Температура диска змінюється за степеневим законом. Розроблено інтегральний метод та одержано наближений аналітичний розв'язок задачі. Похибки наближеного розв'язку в розглянутому діапазоні зміни параметрів задачі та числах Прандтля Pr = 1 - 0,71 не перевищують 2,5 %.

Досліджено деформації поля неоднорідності рідини в ламінарному пограничному шарі за допомогою візуалізації неоднорідностей тіньовим приладом. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень трансформації поля температури в ламінарному пограничному шарі плоскої пластини за умов обтікання її потоком неоднорідної рідини. Виявлено, що має місце посилення градієнта неоднорідності в пограничному шарі. Запропоновано використовувати цей ефект для збільшення чутливості тіньових приладів шляхом штучного створення зсувної течії в переглядовому об'ємі. Показано, що в пограничному шарі, що утворюється на сферичних поверхнях в разі їх обтікання, можуть виникати неоднорідності у вигляді вихорів Тейлора - Гертлера, що необхідно враховувати під час інтепретації показань таких приладів, як, наприклад, дистанційний телевізійний візуалізатор неоднорідностей типу ДТВН, із сферичною незахищеною оптикою в переглядовому об'ємі.

Проведено теоретичне та експериментальне дослідження осадження аерозольних частинок, які утворюються у процесі конденсації водяного пару на частинках диму, з ламінарного двофазного потоку в конденсаторі. Добру відповідність експериментальним даним досягнуто з урахуванням впливу теплоти конденсації та вологості в розрахунках ефективності термофоретичного осадження.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.221

Рубрики:

Течія ламінарна. Середовище рідина < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж14162 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено основні властивості дистрибутивного ламінарного змішування у двовимірних областях на прикладі періодичного перемішування в кільцевій клиноподібній порожнині. Для визначення когерентних структур сумішей методологія аналізу ламінарного змішування, що викладена в ч.1 даного дослідження, доповнюється необхідними етапами для аналізу періодичних процесів змішування. Одержано аналітичний розв'язок для поля швидкостей в порожнині та використано алгоритм слідкування за деформуванням контурної лінії розподілу змішуючих компонентів. Наведено техніку знаходження усіх періодичних точок течії та проаналізовано когерентні структури. Побудовано статистичні кількісні міри оцінки якості перемішування у будь-який момент часу та обгрунтовано їх використання.

Досліджено локально збурені двовимірні та тривимірні течії у ламінарному пограничному шарі за умов, коли поздовжній масштаб течії перевищує поперечний. Побудовано нелінійні моделі такого типу течій, для яких розподіл тиску визначається у результаті взаємодії пристінної течії з зовнішнім нев'язким потоком. Для амплітуд збурень, що перевищують певний граничний рівень, вплив в'язкості в області нелінійно збуреного потоку виявляється несуттєвим. Представлено розв'язки ряду задач.

Побудовано числову модель ламінарної течії в'язкої нестисливої рідини навколо квадратної призми при помірних числах Рейнольдса. Інтегрування рівнянь Нав'є-Стокса в змінних "завихреність-швидкість" виконується за допомогою алгоритму, в якому конвективний перенос завихреності моделюється рухом Лагранжових вихрових елементів, а дифузія завихреності розраховується на багатошаровій адаптивній сітці. З метою зменшення гідродинамічних навантажень на тіло запропоновано пасивні схеми управління, які грунтуються на використанні тонких пластин, що встановлюються або на лобовій грані призми, або в її сліді. В першому випадку за допомогою двох симетричних пластин досягається зменшення інтенсивності вихорів, що утворюються на передніх ребрах призми, в другому - довга пластина, з'єднана із задньою стінкою призми, використовується для симетризації сліду. Зменшення генерації завихреності біля поверхні тіла призводить до помітного звуження сліду, а також до зниження гідродинамічних навантажень. Показано, що при оптимальному виборі параметрів управляючої системи можна досягти значного зменшення опору тіла.

Розроблено математичну модель числового розв'язку задачі ламінарної течії в трубах, в яких періодично змінюється поперечний переріз. Тестово розраховано поля компонент швидкості, функції струменя та вихору. Одержано гарний збіг результатів розрахунку з роботою Ральфа [1].

В приближении Навье - Стокса изучен вход вязкой жидкости в плоскую трубу с легкопроницаемой вставкой (ЛПШ) конечной длины на входе. Исследованы случаи достаточно плотной ЛПШ, при которой возникают зоны закрученного течения жидкости за вставкой. При неограниченно высокой плотности ЛПШ решение может быть сопоставлено с тестовыми случаями, имеющимися в литературе. Установлены критические значения плотности ЛПШ, при переходе через которые циркуляционная зона исчезает, а также протяженность и интенсивность циркуляционной зоны в разных условиях, эффекты возникновения несимметричных структур у стенок канала.

На прикладі течії Хагена - Пуазейля зроблено спробу більш поглибленого аналізу структури і кінематики течії рідини за наявності градієнта швидкості. Зокрема, показано, що навіть ламінарна течія має вихрову структуру. Знайдено компоненти вихрів, конфігурацію сім'ї вихрових ліній і вихротокових поверхонь, встановлено зв'язок між величиною вихору і величиною дотичних напружень, одержано закон розподілу інтенсивності вихрів по радіусу і показано ідентичність цього закону з епюрою розподілу дотичних напружень. На цій основі зроблено спробу більш поглибленого пояснення першопричин виникнення дотичних напружень у потоці рідини. Стверджено, що аналогічні висновки притаманні і для інших ламінарних течій, що мають градієнт швидкості.

Рассмотрено двухмерное ламинарное течение невязкой жидкости, генерируемое периодической (как импульсной, так и синусоидальной) инжекцией жидкости из щели (инжектора) в плоской стенке в невозмущенное полупространство. Предложена усовершенствованная математическая модель периодического течения с учетом равенства объемов жидкости во время выдавливания (истоковое течение) и затягивания (стоковое течение) жидкости. Поле скорости течения представлено в виде суперпозиции поля скорости потенциального течения из инжектора и поля скорости вихревой пары. Во время истока жидкости интенсивность вихрей оценена общей завихренностью течения в канале инжектора, во время стока жидкости интенсивность вихревой пары остается неизменной. Математическая модель тестирована на задаче адвекции пассивной примеси в поле скорости периодического инжектора. Сравнение численных результатов и экспериментальных данных свидетельствует об адекватности модели инжектора реальному течению в достаточно широком диапазоне скоростей инжекции.

Рассмотрено формирование возмущенных полей скорости и давление в ламинарном пограничном слое на деформирующейся поверхности на основании системы уравнений, записанной в подвижной системе координат, связанной с деформирующейся поверхностью. Получены зависимости амплитудных характеристик возмущений скорости и давления от фазовой скорости и длины волны деформирующейся поверхности. Получены критические значения фазовых скоростей в зависимости от числа Рейнольдса, при которых изменяется направление энергетического потока от осредненного движения к пульсационному. Показано принципиальное отличие трехмерного возмущенного поля скоростей в пограничном слое от двумерного.

Узагальнений вихровий метод, в якому рівняння Нав'є-Стокса розв'язуються в змінних швидкість-завихреність, розвинуто для моделювання течії в багатозв'язній області. На цій основі виконано розрахунок ламінарної течії навколо двох квадратних циліндрів, розташованих паралельно один до одного і перпендикулярно до набігаючого потоку. Проаналізовано вплив ширини зазору між циліндрами на розвиток сліду за системою і гідродинамічні характеристики тіл. На підставі аналізу одержаних результатів запропоновано схему управління течією навколо квадратної призми за допомогою щілини. Одержано оптимальні характеристики управляючої схеми.

Путем интегрирования системы дифференциальных уравнений Навье - Стокса построена и проанализирована математическая модель плоского потока ламинарии с неизменным поперечным градиентом вязкости.

Интегрированием системы дифференциальных уравнений Навье-Стокса построена и проанализирована математическая модель потока ламинарии в трубе кольцевого перереза с неизменным поперечным градиентом вязкости.

Рассмотрены возможные пути математического описания течения ламинарии потока кольцевого перереза в начальном участке при условиях неизменной и переменной вязкости. Путем применения интегральных соотношений получены простые решения для определения основных параметров потока кольцевого перереза на участке гидродинамической стабилизации.