Досліджено особливості в'язкодифузійної стадії еволюції двовимірної змішаної області в рідині (плями), коли вона знаходиться в полі монохроматичної внутрішньої хвилі (ВХ). Побудовано фізико-математичну модель для випадку максимального впливу ВХ на пляму, коли характерний горизонтальний розмір плями значно менший за довжину внутрішньої хвилі. Виконано числові розрахунки для шару скінченної товщини лінійно-стратифікованої рідини. Показано, що з достатнім ступенем точності впливом ВХ на еволюцію змішаних плям можна знехтувати.

Розв'язано двовимірну задачу про поле розсіяних внутрішніх хвиль, утворене у випадку набігання монохроматичної внутрішньої хвилі на локалізовану неоднорідність поля густини (перемішану пляму), що знаходиться на в'язко-дифузійній стадії своєї еволюції для випадку, коли характерний хвильовий масштаб часу малий у порівнянні з характерним ентрузійним масштабом часу. Наближений розв'язок у вигляді квадратур одержано з використанням методу малого параметра. Встановлено характерні особливості формування полів розсіяних хвиль з урахуванням динаміки перемішаної плями.

Вивчено характеристики звуку (шуму обертання) лопаті ротора гелікоптера у разі обтікання її дозвуковим потоком. Для цього проаналізовано існуючі теоретичні моделі шуму обертання гелікоптера, встановлено їхні відмінності, межі застосування. Як розрахункову вибрано модель, що базується на теорії розповсюдження малих збурень від тонкого крила. З її допомогою розв'язано задачу генерації звуку лопаттю гвинта гелікоптера. Вивчено рівень шуму, що генерується для різних товщин лопаті гвинта. Зокрема, встановлено, що форма звукової хвилі залежить як від швидкості зустрічного потоку, так і від товщини поперечного перерізу лопаті. Аналіз одержаних розрахункових даних, їх відповідність результатам експерименту свідчать про те, що використана модель досить точно (в межах зроблених припущень) описує шум обертання лопаті ротора.

Одержано нев'язку модель компактного вихору, який є близьким до класичного точкового вихору і відрізняється від останнього тим, що поле азимутальної швидкості в ньому не є потенціальним. Крім класичного розв'язку, з'явився доданок, який робить вихор компенсованим: сумарна завихреність у ньому рівна нулеві. Одержаний вихор, на відміну від класичного точкового вихору, є компактним, а його поле швидкості задовольняє умову прилипання на зовнішній границі аналогічно течії (Тейлора-Куетта) між двома співвісними циліндрами. Введено безрозмірний параметр - функцію радіальної координати, що вказує локально наскільки квазіточковий вихор відрізняється від точкового. Запропонована модель є альтернативою точкового вихору. Квазіточковий вихор можна застосовувати в усіх без винятку відповідних задачах, де до сих пір використовувався його точковий аналог. В цьому разі область течії завжди буде мати скінченні розміри, як це насправді і є у природі.

Надано нев'язку модель компактного вихору. Цей вихор складається з 2-х областей завихреності різних знаків і є компенсованим: сумарна завихреність у ньому дорівнює нулю. Компенсованість вихору зумовлює компактність поля швидкості. Проаналізовано автомодельні розв'язки задачі турбулентної дифузії вихору, що відповідають високим моментам завихреності.

Мета дослідження - побудувати найпростішу модель компактного сферичного вихору, всі характеристики якого залежать лише від радіальної координати, а також вивести автомодельне рівняння, що описує дифузію цієї течії, та знайти його розв'язок. Метод дослідження є теоретичним. Одержано такі результати: будь-яка течія із зазначеного класу вихрових сферичних течій з відсутньою радіальною складовою поля швидкості одночасно є гвинтовою; меридіональна та азимутальна компоненти швидкості мають один і той же розподіл (інваріантні); умова компенсованості поля завихреності у сферичних координатах не визначає компактність течії, як це є для циліндричних вихорів. Сформульовано загальну умову компактності поля швидкості вихрової течії. Знайдено автомодельний розв'язок рівняння дифузії сферичного вихору. Вказано на відмінність побудованої моделі компактного сферичного вихору від її циліндричного аналога. Кінетична енергія течії є скінченною, що не суперечить закону збереження енергії.

Індекс рубрикатора НБУВ: О553.21-042

Рубрики:

Несучі гвинти (ротори) вертольотів

Шифр НБУВ: Ж16492 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.342

Рубрики:

Середовища багатофазні. Середовища багатокомпонентні. Спеціальні розділи < Гідро- і аеродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета дослідження - розроблення аналітичної моделі, що здатна наближено описувати генерацію компактного турбулентного вихору джерелом циркуляції скінченної потужності для відносно великих моментів часу. Методика реалізації базується на градієнтній моделі турбулентності Буссінеска, згідно з якою коефіцієнт турбулентної дифузії одержується як стала величина. Результати досліджень показали невелику відмінність аналітичного розв'язку модельної задачі зі сталим коефіцієнтом турбулентної дифузії від спостережуваної в експерименті розвинутої турбулентної течії (Тейлора - Куетта), якій відповідає, крім відносно дуже тонких граничних шарів, зазначене стале значення. Запропоновано просту модель генерації турбулентного вихору. Її можна застосовувати для відносно великих моментів безрозмірного часу, коли кількісно течія по суті вже є квазістаціонарною. Одержаний розв'язок неможна використовувати для задач турбулентної дифузії за умови припинення дії джерела циркуляції - при цьому не виконується основне припущення щодо сталості коефіцієнта турбулентної в'язкості.

Індекс рубрикатора НБУВ: О553.21-042-01

Рубрики:

Несучі гвинти (ротори) вертольотів

Шифр НБУВ: Ж16492 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто питання щодо доцільності впровадження CALS-технологій. Наведено характеристику CALS-технологій та оптимальний розподіл CALS-стандартів.

Розглянуто задачу генерації шуму взаємодії вихорів Тейлора і лопаті ротора гелікоптера (BVI-шум) у разі косого обдування її потоком. Мета роботи - розв'язання даної задачі за допомогою нової моделі виділення звуку із неоднорідної нестаціонарної стисливої течії. Під час розв'язання задачу було розділено на 2 частини: аеродинамічну та акустичну. Ближнє і дальнє звукові поля обраховано на підставі числового розв'язання систем диференційних рівнянь. Проведено порівняльний аналіз розрахункових даних.

Математичний опис вихрових течій як частини фундаментальних понять фізики суцільних середовищ, гідрогазодинаміки, теплофізики, теоретичних основ хімічних технологій, геофізики, метеорології. Мета дослідження - поповнення існуючої інформації в традиційній науково-технічній та навчальній літературі про вихори та їх аналітичні моделі новими даними для науковців, викладачів, аспірантів і студентів з метою використання у подальших дослідженнях вихрового руху рідин і газів. Аналітичний огляд існуючих моделей вихрових течій, зокрема монопольних компактних вихорів, на підставі нових даних наукових статей і спеціалізованих монографій та порівняння їх із традиційними даними, що містяться у відомих підручниках і навчальних посібниках. Виявлено відсутність у традиційних науково-технічних і навчально-методичних джерелах новітніх моделей компактних вихорів. До їх числа можна віднести компактні аналоги точкового вихору та вихору Ренкіна: квазіточковий вихор і компактний компенсований вихор. З використанням їх і подібних до них розв'язків (кільцевий вихор, вихор із трьома областями сталої завихреності) було розроблено моделі компактних гвинтових вихорів та вихорів із гвинтовою симетрією. Проаналізовано розв'язки задач дифузії компактних вихорів (вихор Тейлора, розв'язок Клустерзіеля), турбулентної дифузії компактного вихору, розв'язки задач про квазікомпактні (ламінарне та турбулентне) вихороджерело та вихоростік, а також розв'язок задачі про генерацію компактного турбулентного вихору циліндром, що обертається. Наведені моделі узгоджуються із законом збереження енергії і тому мають перевагу в їх використанні. Висновки: наведено низку новітніх аналітичних моделей, що описують як ламінарну, так і турбулентну динаміку монопольних вихрових течій, але які дотепер не знайшли належного відображення в традиційній літературі. Подальші дослідження слід спрямувати на пошук аналітичних моделей когерентних вихрових структур у потоках в'язкої рідини, особливо поблизу криволінійних поверхонь, де порушується відомий у гідромеханіці "закон стінки" та мають місце аномалії тепломасообміну.