Досліджено вплив відцентрових сил на перехідні процеси в ламінарних пограничних шарах і просторово-часові характеристики їх дво- та тривимірних вихрових структур. На підставі використання методів зрощування асимптотичних розкладань з малим параметром, що дорівнює зворотному числу Рейнольдса, отримано дво- та тривимірні рівняння пограничного шару і запропоновано сценарії його розвитку в термінах просторово-часових масштабів вихрових структур. З'ясовано просторово-часові властивості дво- та тривимірних пограничних шарів відповідно до визначальних параметрів задачі. Формалізовано та обгрунтовано поняття сприйнятливості для даного класу задач.

Досліджено тепловий режим водоймищ-охолоджувачів теплових і атомних електростанцій. Наведено метод теплового розрахунку водоймищ-охолоджувачів, який враховує вплив у широкому діапазоні густинної стратифікації приводного шару, трансформацію швидкості вітру, температури та вологості повітря. Запропоновано нові, нелінійні залежності для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі випаровування. Для ряду діючих водоймищ-охолоджувачів здійснено порівняння розрахунків температури охолодженої води за запропонованим методом і методами інших авторів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.345.043

Рубрики:

Течія турбулентна < Гідродинаміка магнітна. Аеро- і газодинаміка магнітна >

Шифр НБУВ: Ж16631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Разработан новый подход к изучению развития течений с силами плавучести на основании методов сращиваемых асимптотических разложений. Нелинейное взаимодействие между объемным источником завихренности термодинамического происхождения и поверхностным источником завихренности вследствие условий прилипания определяет новый класс пространственно-временных масштабов, явным образом зависящих от силы плавучести. Предложена классификация возможных сценариев развития пограничного слоя над нагреваемой/охлаждаемой пластиной, включая переход к трехмерности.

Полная система уравнений Навье - Стокса в переменных скорость - давление решена численным методом конечных разностей для случая вязкой несжимаемой жидкости. Задача сформулирована в нестационарной постановке и решена на установление. Дискретизация исходных уравнений реализована на разнесенных сетках. Для определения давления получено эллиптическое уравнение Пуассона путем подстановки выражений для компонентов скорости из уравнений движения в уравнение неразрывности, подобно МАС-методу. Полученный универсальный дискретный аналог уравнений Навье - Стокса в виде системы линейных алгебраических уравнений решен итерационным методом. Эффективность разностной схемы и алгоритм решения тестированы на примере расчета течения на начальном участке плоского прямолинейного канала.

На основании полных нестационарных уравнений Навье-Стокса, записанных в физических переменных скорость - давление, решена задача о вынужденном движении несжимаемой жидкости внутри квадратной полости под воздействием движущейся верхней крышки. Численно исследованы особенности возникающих возвратных и рециркуляционных вихревых течений в полости в зависимости от числа Рейнольдса. Полученные предлагаемым методом результаты расчетов полей скоростей и давления сравнены с известными экспериментами и результатами расчетов, полученными другими методами и другими авторами.

Изучены вопросы динамики приводного слоя воздуха во взаимодействии с водной поверхностью и процессы тепломассопереноса вода - воздух. Исследованы процесы переноса в приповерхностном слое водоемов. Предложена математическая модель стационарного и нестационарного температурных пограничных слоев, раскрыты закономерности их формирования у свободной поверхности. Развит интегральный метод теплового расчета водоемов-охладителей с использованием характеристик внутреннего пограничного слоя над водной поверхностью. Предложен новый, простой для практического применения инженерный метод теплового расчета данных водоемов.

Представлены результаты численного расчета течения в плоском канале при наличии на его нижней стенке выступа с квадратной формой поперечного сечения. Метод расчета основан на прямом решении нестационарных уравнений Навье-Стокса в переменных скорость - давление методом конечных разностей с использованием разнесенных сеток. Приведены результаты численного исследования полей скорости, давления и вихревой структуры потока в области расположения выступа при различных числах Рейнольдса и заданной геометрии препятствия. Показано, что при числах Рейнольдса больше 400 существуют вторичные вихревые образования на верхней и нижней стенках канала.

Повышение энергоэффективности тепловых насосов, использующих геотермальное тепло, в настоящее время является одним из важнейших вопросов для дальнейшего развития и внедрения технологий применения возобновляемых источников энергии в системах теплоснабжения. Это требует детального изучения гидродинамического взаимодействия всех элементов геотермальной системы, состоящей из теплового насоса и геотермального источника энергии. Представлена математическая модель сильно неравновесной термодинамической системы почва - энергетический колодец - тепловой насос, описывающая энергетическое взаимодействие между ее частями. Показано, что стационарное состояние рассматриваемой геотермальной системы характеризуется безразмерным параметром коэффициентов теплопроводности почвы и вторичной жидкости (рассола в энергетическом колодце). Дана физическая интерпретация полученных результатов.

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.

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.