Предложена методика численного моделирования трехмерного турбулентного потока в компрессорных решетках на основе осредненных уравнений Навье - Стокса и двухпараметрической модели турбулентности. Представлены результаты расчетов аэродинамических характеристик пространственной решетки, выполненных с использованием расчетных сеток различных параметров. Расчетные значения потерь полного давления и углов отставания потока в решетке сопоставлены с имеющимися в литературе экспериментальными данными.

Рассмотрены вопросы проектирования и экспериментальной отработки глушителей - приборов снижения уровня звука выстрела (ПСУЗВ) для автоматов. Даны сведения об истории создания и образцах автоматов, стоящих на вооружении. Проанализированы современное состояние разработки и направления совершенствования конструкций автоматов. Охарактеризованы бесшумные стрелковые комплексы на базе автоматов, принятые на вооружение в силовых структурах. Обобщены результаты исследований шума, генерируемого сверхзвуковыми струями, газодинамических явлений и закономерностей истечения воздуха и газов из ствола ручного огнестрельного оружия при выстреле. Описаны классические и современнные конструктивные схемы глушителей, рассмотрен механизм их действия. Проведено исследование газодинамических процессов в ПСУЗВ, создана методика разработки ПСУЗВ для автоматов под сверхзвуковой патрон, раскрыты конструктивные особенности и основные характеристики созданных образцов глушителей.

Предложена методика численного моделирования пространственного турбулентного потока в осевых шнековых преднасосах на основе осредненных уравнений Навье - Стокса и двухпараметрической модели турбулентности. Описаны результаты расчета течения в преднасосе на бескавитационном режиме работы при различных значениях расхода жидкости через преднасос. Проведено сопоставление расчетной напорной характеристики шнекового преднасоса с имеющимися экспериментальными данными.

Предложена методика численного моделирования пространственного турбулентного потока в центробежных ступенях компрессоров на основе осредненных уравнений Навье-Стокса и двухпараметрической модели турбулентности. Энергетические характеристики рабочего колеса центробежной ступени и распределения параметров потока на выходе из колеса, определенные по результатам численного моделирования, сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными.

Проведено расчетное исследование устойчивости частичного кавитационного обтекания решетки пластин потоком идеальной жидкости. Частотные характеристики решетки определены на основе линеаризации системы уравнений в частных производных, описывающей нестационарное кавитационное обтекание решетки пластин. Для анализа устойчивости кавитационного течения применен импедансный метод. Результаты расчетов границы области устойчивости в плоскости "коэффициент режима - число кавитации" согласуются с данными, полученными в процессе численного моделирования нестационарного кавитационного течения вязкой жидкости в решетке.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.320.45

Рубрики:

Кавітаційна течія < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16745 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведена модификация математической модели процесса заполнения газом камер приборов снижения уровня звука выстрела (ПСУЗВ) с учетом наполнителей в камерах. Одним из физических процессов, определяющих эффективность ПСУЗВ, является передача тепла от горячего газа в камерах к наполнителю. Определено влияние наполнителя на эффективность ПСУЗВ и на спектральное распределение звуковой энергии.

Приведены результаты разработки и исследования характеристик приборов снижения уровня звука выстрела (ПСУЗВ) для пистолетов. Представлены данные об эффективности снижения уровня звука выстрела ряда ПСУЗВ для пистолетов различных типов, полученные расчетным путем по методикам, разработанным авторами. Даны методические материалы и результаты экспериментального определения эффективности снижения уровня звука выстрела ПСУЗВ для пистолетов новой разработки.

Предложена методика численного моделирования двумерных нестационарных течений вязкой жидкости в областях сложной формы на неструктурных сетках с учетом величины скорости звука в потоке. Представлены результаты применения указанной методики при решении тестовых задач о течении Куэтта (между двумя коаксиальными цилиндрами) и течении в квадратной полости с движущейся крышкой.

Предложена методика численного моделирования плоского турбулентного течения газа в компрессорных решетках, основанная на численном интегрировании нестационарных осредненных уравнений Навье-Стокса и модели турбулентности Спаларта-Аллмараса. Аппроксимация конвективных потоков реализована по схеме Роу третьего порядка точности. Тестирование разработанной методики проведено на основе моделирования течения в решетке профилей при различных значениях параметров потока на входе в решетку. Эффективность методики подтверждается возможностью выбора больших чисел Куранта при проведении расчетов и согласованием результатов расчетов аэродинамических характеристик решетки с имеющимися экспериментальными данными.

Рассмотрен вопрос о разложении функции тока вблизи критической точки в ряд по координатам, адаптивным к поверхности тела, с точностью до членов второго порядка. Данный вопрос представляет практический интерес при решении обратных краевых задач гидродинамики решеток профилей. На основании интегральной формулы Пуассона показано, что в случае плоского безвихревого течения идеальной несжимаемой жидкости справедливо следующее утверждение: если критическая точка расположена на прямолинейном участке поверхности обтекаемого тела, и в ней пересекаются только две линии тока, одна из которых совпадает с поверхностью тела, то значение смешанной производной второго порядка по прямоугольным декартовым координатам в критической точке отлично от нуля. С использованием предложенной модификации полярной системы координат показана справедливость приведенного выше утверждения в случае, когда участок поверхности обтекаемого тела, на котором расположена критическая точка, представляет собой дугу окружности.

Приведены основные требования к конструкции приборов снижения уровня звука выстрела (ПСУЗВ). Показана необходимость усложнения конструкции рассекателей для обеспечения эффективного снижения уровня звука выстрела боеприпасом с высокой энергетикой и уточнения в связи с этим разработанных методик определения характеристик ПСУЗВ. Приведены основные положения модифицированной методики и результаты ее использования для определения характеристик ПСУЗВ с геликоидальным рассекателем-завихрителем оружейных газов. Дано сравнение с экспериментальными результатами определения эффективности снижения уровня звука выстрела этим ПСУЗВ.

Розроблено нові методи числового аналізу робочих процесів у високообертових лопатевих насосах рідинних ракетних двигунів і у компресорних ступенях авіаційних газотурбінних двигунів. Створено методи розв'язання ряду плоских задач кавітаційного обтікання ідеальною рідиною лопатей відцентрових насосів, осьових шнекових переднасосів постійного та змінного кроку у разі стаціонарної та нестаціонарної постановки. Запропоновано методики числового розв'язання задач про вісесиметричну течію ідеальної рідини та просторову течію в'язкої рідини в особових шнекових переднасосах. Розроблено науково-методичне забезпечення числового моделювання тривимірних турбулентних течій рідини та газу у лопатевих машинах з використанням повних осереднених рівнянь Нав'є - Стокса та двопарамеричної моделі турбулентності. На підставі числових прикладів показано, що дане забезпечення дозволяє з прийнятною для практики точністю прогнозувати енергетичні характеристики лопаткових машин.

Висвітлено історію створення автоматів (штурмових гвинтівок), що знаходяться на озброєнні різних країн, проаналізовано сучасний стан їх розробки та вдосконалення. Розглянуто конструкції та характеристики безшумних стрілецьких комплексів на базі автоматів. Висвітлено результати теоретичних і експериментальних досліджень газодинамічних процесів в глушнику. Наведено математичні моделі та методики розрухунку характеристик потоку в порожнині глушника під час пострілу, а також способи підвищення ефективності зниження рівня звуку пострілу.

Проведен анализ влияния повышения твердости колес грузовых вагонов на количество образуемых дефектов поверхности катания, а также на интенсивность износа гребней. Рассмотрены колеса с различными профилями и толщиной гребня, а также твердостью стали.

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования высокочастотных колебаний давления жидкости в гидравлической системе с двумя последовательно расположенными кавитационными генераторами колебаний давления жидкости.

Предложена эффективная методика численного моделирования внутренних двумерных турбулентных течений газа. В качестве исходных уравнений выбрана система осредненных уравнений Навье - Стокса, замкнутая с помощью уравнения модели турбулентности и записанная в обобщенных криволинейных координатах. Численное интегрирование системы исходных уравнений выполнено на основании построенной трехслойной неявной схемы типа Бима - Уорминга второго порядка точности по времени, записанной в криволинейных координатах. Эффективность предложенной методики подтверждена возможностью выбора больших чисел Куранта при проведении расчетов и удовлетворительным согласованием результатов численных исследований с экспериментальным данными.

Рассмотрен вопрос уменьшения вычислительных затрат при численном моделировании турбулентных газовых потоков в процессе аэродинамической оптимизации геометрических параметров компрессорных венцов. Предложен приближенный критерий рационального выбора числа узлов расчетной сетки с учетом сохранения степени влияния формы межлопаточных каналов на аэродинамические характеристики венцов. Рассмотрены примеры применения данного критерия для методики численного моделирования плоских турбулентных течений газа в компрессорных решетках и методики численного моделирования пространственных турбулентных течений в компрессорных венцах. Указанные методики разработаны ранее в Институте технической механики НАН Украины и НКА Украины.

Приведено описание существующих представлений о характере термогазодинамических процессов в полостях приборов снижения уровня звука выстрела (ПСУЗВ) - глушителей и даны ссылки на методики расчета характеристик ПСУЗВ, основывающиеся на этих представлениях. Показано, что методики не учитывают ряда факторов, оказывающих существенное влияние на характеристики ПСУЗВ, в частности, реального физического и химического состава пороховых газов выстрела и химико-термических реакций в полостях глушителя. Приведены существующие представления о термогазодинамических процессах, реализующихся в некоторых конструкциях глушителей. Намечены пути получения более близкой к реальной расчетно-теоретической картины течения газа в полостях ПСУЗВ, и приведены соображения относительно физических явлений, которые необходимо исследовать с целью уточнения методик расчета основных характеристик глушителей.

Рассмотрен вопрос построения и аэродинамической оптимизации плоских компрессорных решеток на основании разработанных ранее в Институте технической механики НАН Украины и НКА Украины методик решения обратных задач газодинамики компрессорных решеток и численного моделирования турбулентных потоков в решетках. При численном моделировании использован критерий рационального выбора числа узлов расчетной сетки. Аэродинамическая оптимизация выполнена на основании метода сопряженных градиентов Полака - Райбера в сочетании с одномерным поиском ДСК - Пауэлла. Изложены результаты проектирования плоской компрессорной решетки с большим углом изгиба профиля, обеспечивающей поворот потока на заданный угол с минимальным уровнем потерь полного давления.