Аналитически решена задача турбулентной диффузии квазигоризонтального изолированного осесимметричного вихря. Квазигоризонтальность обуславливает малость вертикальной компоненты скорости, а медленное изменение во времени - малость радиальной компоненты. Случаи, где это предположение нарушается, оговариваются в разделе о вторичных течениях. На основании сделанных допущений задача сводится к одному линейному уравнению диффузии для вертикальной компоненты завихренности с различными вертикальной (ВД) и горизонтальной диффузией (ГД). ВД полагается приближенно постоянной [1], что типично только для устойчивой стратифицикации. ГД вычисляется по закону "четырех третей" Ричардсона, приближенно выполняющемуся для горизонтальных масштабов вихрей в диапазоне 10 - 1000 м [2,3]. Граничные условия (ГУ) задачи стандартные. ГУ на свободной поверхности можно формулировать на поверхности невозмущенного слоя жидкости, так как показано, что величина искривления свободной поверхности мала по сравнению с глубиной слоя. Для моделирования начального распределения завихренности, по вертикальной координате использовано специальное распределение, которое позволяет строго удовлетворить ГУ и задавать в начальный момент вихрь различной толщины и расположения. По радиальной координате используется распределение в виде изолированного гауссиана [4-6]. Полное решение линейной задачи позволяет выделить процесс ГД, для которого найдено автомодельное решение. Оно, для данного радиального распределения, соответствует условию сохранения третьего момента завихренности. Показано, что линейная модель справедлива, если число Фруда значительно меньше 1.

Індекс рубрикатора НБУВ: В365.56

Рубрики:

Дифузія в газах і рідинах

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты исследования совместной эволюции пары вихрей разных масштабов в слое конечной толщины линейно стратифицированной жидкости с учетом силы Кориолиса. Меньший из вихрей находится внутри большего. В зависимости от различных безразмерных параметров, получаются типичные ситуации: вращение меньшего вихря вокруг большего с более быстрым вырождением меньшего вихря; зависимость "циклон - антициклон", которая в случае разного вращения приводит к изменению радиальной структруры большего вихря; совместная эволюция двух вихрей с масштабами одного и того же порядка приводит к сложной картине трансформации поля завихренности; совместный эффект планетарного вращения и возмущения большего вихря меньшим - трансформации монополя в триполь, в зависимости от соотношения энергии меньшего и большего вихрей, а также положения (горизонта) их в слое. Масштабы большего вихря варьировались в пределах сотен - первых километров по горизонтали и десятков метров - первых сотен по вертикали. Математическое моделирование основывалось на известных моделях турбулентной диффузии, а численная реализация - на методе конечных разностей.

На основе общих (трехмерных нестационарных) уравнений Навье - Стокса в приближении Буссинеска, осредненных по Рейнольдсу, численно решена задача о взаимодействии двух вихрей в слое стратифицированной жидкости переменной глубины. Вихри имеют различные горизонтальные и вертикальные размеры и задаются, в начальный момент времени, на разных горизонтах. Выявлены типичные сценарии развития течения в зависимости от направления вращения в вихрях (циклонического и антициклонического), вида ветрового воздействия (сгонного или нагонного), а также расположения вихрей по вертикали.

Проанализированы численные схемы решения уравнения распространения малых нестационарных возмущений от тонкого крыла. Указаны их особенности, преимущества и недостатки. Отмечено, что схемы смешанного типа, в которых временная переменная не отделяется от пространственных, а непосредственно включена в общую расчетную молекулу, позволяют более точно учесть специфику решения в задачах с быстро изменяющимися параметрами течения. В качестве примера применения одной из таких схем приведено дальнейшее развитие численно-аналитического подхода для нестационарных задач акустики. На его основе проведен численный расчет задачи генерации звука при обтекании тонкого крыла (лопасти винта) нестационарным потоком при различных кинематических и геометрических параметрах.

Представлен анализ существующих моделей, описывающих генерацию звука потоком с классификацией по двум направлениям: акустическая аналогия Лайтхилла и ее развитие; подход Блохинцева и его использование для моделирования звука аэродинамической природы. Охарактеризовано современное положение дел в этой области акустики, выделены нерешенные проблемы. В качестве одного из возможных примеров их решения предложена модель выделения звука аэродинамической природы, основанная на применении теоремы Коши - Гельмгольца. Ее использование позволило получить замкнутую систему из трех уравнений, описывающую генерацию звука вязким нестационарным теплопроводящим течением.

Наведено розв'язок задачі випромінювання звуку диском у нескінченному плоскому екрані. За допомогою рядів Фур'є та інтегрального підходу отримано у замкненому вигляді вираз для імпедансу випромінювання у разі довільного радіального розподілу швидкості на поверхні диску. Розглянуто випадки випромінювання звуку диском за pізних гpаничних умов. Проведено порівняльний аналіз отриманого розв'язку та відомих розв'язків Релея, Баукампа, Прічарда й Портера.

Проведено теоретико-экспериментальное изучение влияния электрического разряда (ЭР) на удаление глинистых коагулянтов в фильтрующем элементе из волокнисто-пористого полиэтилена. Показано, что использование ЭР позволяет эффективно регенерировать фильтры такого типа.

При определенных ограничениях выведено уравнение распространения малых возмущений трехмерного нестационарного потенциального течения вокруг тонкого крыла. Показано, что оно в линейном приближении совпадает с известным уравнением акустики неоднородной движущейся среды. Проведен частотный анализ характерных случаев упрощения полученного уравнения. На основании классического подхода Кирхгофа с помощью обобщенной формулы Грина получено интегральное соотношение, непосредственно связывающее акустическое ближнее и дальнее поле. Выполнен сравнительный анализ сквозного решения с имеющимися подходами. Приведен пример численного расчета ближнего и дальнего звукового поля, генерируемого при взаимодействии неоднородного потока с лопастью ротора вертолета.

Предложен численно-аналитический метод решения задач акустики. Выполнен его сравнительный анализ с родственными методами и рассмотрена детализированная схема использования на примерах решения плоских задач для уравнений Гельмгольца, Кармана-Гудерлея. Обсуждены особенности применения данного метода в различных ситуациях.

Определено место и рассмотрено применение системы общих технических требований при разработке вооружения и военной техники, приведены методологические аспекты совершенствования этой системы.

Рассмотрены сложные системы на примере исследования систем стандартизации и сертификации Украины, Российской Федерации и Республики Беларусь. Изложены концепция и общие принципы Нового и Глобального подходов к технической гармонизации и стандартизации. Описаны методы принятия международного стандарта в качестве национального стандарта, методы указания технических отклонений и редакционных изменений, указания степени соответствия. Приведены стандарты и знаки соответствия сертификации.

Применена модель, описывающая аэродинамическую генерацию и распространение звука в невязкой сжимаемой среде для случая генерации шума в результате взаимодействия лопасти и компактных вихрей Тэйлора. Получены количественные характеристики ближнего и дальнего звуковых полей. Наиболее сильное взаимодействие лопасти и вихрей отмечено при r = 1, что соответствует максимальной неравномерности распределения скорости в вихре Тэйлора. При сравнительно малых числах Маха (M = 0,2) на конце лопасти замечено существенное снижение уровня генерируемого шума. С увеличением расстояния между вихрями и лопастью распредедение уровня звукового давления становится более плавным. Это может служить подтверждением экспериментальных данных о возможности управления генерируемым шумом в окрестности конца лопасти. При M = 0,4 резких изменений уровня шума на конце лопасти не наблюдается.

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

Решена задача о генерации BVI-шума двухлопастным винтом ротора вертолета. Математическая модель состоит из 2-х частей - аэродинамической (с применением системы уравнений Эйлера) и акустической, описываемой замкнутой системой уравнений аэроакустики. Задача решена с использованием численно-аналитического подхода. Изучено взаимное влияние шума наступающей и отступающей лопастей. При определенном сочетании расчетных параметров обнаружена трансформация энергии продольных волновых фронтов в поперечные. Шум наступающей лопасти - плавный и имеет значительно более высокий уровень. Шум отступающей лопасти наиболее изменчив при варьировании углов атаки и постановки лопасти к потоку, что указывает на его вихревую природу характер. В то же время, у наступающей лопасти доминирует шум вращения. Изменения угла атаки, угла постановки лопасти к потоку и числа Маха количественно влияют на общую картину генерации шума.

Індекс рубрикатора НБУВ: З845.75

Рубрики:

Відкриті хвилеводи та резонатори

Шифр НБУВ: ДС50406 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.307

Рубрики:

Водообмін. Турбулентний обмін і переміщення

Шифр НБУВ: ДС50560 Пошук видання у каталогах НБУВ