Механика. Рубрика в журнале - Труды Московского физико-технического института
Автоматизация трёхкоординатного испытательного стенда
Статья научная
Представлены результаты разработки трёхкоординатного испытательного стенда для экспериментов в аэродинамических трубах. Основное внимание обращено на имитационное моделирование и виртуальный эксперимент, позволяющие демонстрировать работу системы в динамике и управлять динамическим испытательным стендом с помощью программ SolidWorks, LabVIEW, MATLAB-Simulink, которые применяются для процесса проектирования автоматизированной системы.
Бесплатно
Автомодельные и неавтомодельные течения вязкого газа, истекающего из вершины конуса
Статья научная
Рассматривается стационарное осесимметричное течение вязкого сжимаемого га- за в расширяющемся конусе в автомодельной и неавтомодельной постановке. В рамках уравнений Навье-Стокса проведено численное моделирование течения в усеченном ко- нусе и дано сравнение с точным автомодельным решением. Показано, что при произ- вольных граничных условиях на левой и правой границах расчетной области течение выходит на автомодельный режим в некоторой промежуточной зоне, размер которой зависит от отношения параметров потока на границах расчетной области. Рассмотрены режимы течения с образованием местных сверхзвуковых зон и найдена приближенная зависимость относительного углового размера сверхзвуковой зоны от числа Маха на оси конуса.
Бесплатно
Автомодельные и неавтомодельные турбулентные течения вязкого газа в коническом диффузоре
Статья научная
Рассматриваются автомодельные и неавтомодельные турбулентные режимы течения вязкого газа в коническом диффузоре. Результаты, полученные в ходе прямого численного моделирования, сравниваются с точными автомодельными решениями, полученными в рамках гипотезы Буссинеска и модели Прандтля для турбулентной вязкости. Показано, что неавтомодельное численное решение выходит на автомодельный режим в некоторой внутренней области конического диффузора конечной длины.
Бесплатно
Автомодельные течения газа Абеля - Нобля в плоском диффузоре
Статья научная
Рассматривается стационарное ламинарное течение в плоском диффузоре вязкого газа, подчиняющегося уравнению состояния Абеля - Нобля. Система уравнений Навье - Стокса в частных производных сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Для случая течения в тонком клине при малых дозвуковых скоростях задача решена аналитически. В общем случае система уравнений решается численно в широком диапазоне изменения определяющих параметров.
Бесплатно
Автомодельные турбулентные течения вязкого газа в клине
Статья научная
Рассмотрено турбулентное стационарное течение вязкого газа от источника, расположенного в вершине клина. В рамках классической модели Прандтля для турбулентной вязкости и гипотезы Буссинеска для тензора турбулентных напряжений установлена возможность построения автомодельных решений. Уравнения в частных производных при этом сводятся к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. В случае произвольных значений определяющих параметров задачи проведено численное исследование и найдены их критические значения. Для течения в тонком клине построено асимптотическое решение.
Бесплатно
Алгоритм системы управления самолета при посадке на авианесущий корабль
Статья научная
Сложность осуществления посадки самолета на авианесущий корабль заключается в следующих факторах: требуется высокая точность посадки с касанием гаком в зоне зацепления за трос аэрофинишера, выполнение посадки в условиях качки корабля и воздушных возмущений в следе за кораблем. В настоящей работе предлагаются изме- нения стандартного алгоритма системы управления самолетом в продольном канале на режиме посадки путем использования обратной связи по приращению угла тангажа и возможностью регулирования передаточного числа от ручки управления самолетом по тангажу к стабилизатору только на этом режиме полета. Предлагаемые изменения ал- горитма системы управления апробированы путем моделирования посадки на корабль на пилотажном стенде.
Бесплатно
Аэродинамика самолёта в возмущённой атмосфере
Статья научная
Предложен инженерный метод оценки аэродинамического воздействия возмущённой атмосферы на летательный аппарат. В качестве источника вихревых структур могут рассматриваться вихревые ветровые следы, возникающие при обтекании ландшафта или надстроек движущегося авианесущего корабля атмосферным пограничным слоем, вихревые следы за летательными аппаратами и т.д. В статье рассмотрена ситуация попадания лёгкого транспортного самолёта в вихревой след за самолётом типа Су-27.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты верификации инженерной модели ЦАГИ разрушения вихревого следа за самолетом с помощью метода моделирования больших вихрей (LES). Инженерная модель разрушения вихревого следа за самолетом разрабатывалась коллективом авторов на протяжении ряда лет. Эта модель описывает все этапы эволюции следа и опирается на весь имевшийся у авторов модели экспериментальный и расчетный материал по разрушению вихревого следа за самолетом. В данной работе рассматривается уточненная математическая модель исследуемой задачи, и с учетом этих уточнений проводится глубокое тестирование инженерной модели разрушения вихревого следа по всем параметрам: «потеря» циркуляции; максимальная окружная скорость вихря; положение вихрей, включая разброс, вызванный турбулентностью атмосферы; время до касания вихрей.
Бесплатно
Визуализация обтекания моделей методом дымящей проволочки в аэродинамической трубе АТ-3 ИАЛТ МФТИ
Статья научная
Представлены результаты визуализации обтекания моделей методом дымящей проволочки в аэродинамической трубе АТ-3 ИАЛТ МФТИ. Демонстрируются возможности получения не только качественных картин течения, но также условий оценок количественных данных в структурах течения. С целью получения условий оценок количественных данных предложены методы обработки видеозаписей картин дымовой визуализации, полученных с помощью скоростной видеокамеры. Показано, что наложение на видеозаписи с помощью видеоредактора нормированных масштабных шаблонов позволяет исследовать динамические процессы в следе за обтекаемыми моделями, оценивать масштабы и частоту периодических структур.
Бесплатно
Статья научная
Исследованы процессы распространения возмущений в ламинарных пограничных слоях при больших скоростях внешнего потока. Представлено влияние распределенного вдува (отсоса) на теплоперенос и на профиль скорости пограничного слоя. Определена зависимость скорости распространения возмущений вверх по потоку от параметра вдува (отсоса) при различных значениях температурного фактора.
Бесплатно
Статья научная
В лабораторных условиях исследуется фильтрация водного раствора кислоты сквозь химически активную пористую среду с учётом возникновения химической реакции с выделением газовой фазы. Известно, что данный процесс может протекать нестабильно, а именно, в области протекания реакции могут наблюдаться колебания давления. Экспериментальная работа проводилась в плоской ячейке, заполненной смесью пищевой соды и стеклобисера. В качестве высоковязкой фракции использовалось минеральное масло, вытесняющей - водный раствор лимонной кислоты. В результате экспериментов было установлено, что для возникновения периодического процесса необходимы некоторые критические концентрации восстановителя и окислителя, причём при дефиците хотя бы одного периодический процесс не происходит.
Бесплатно
Статья научная
На примере численного моделирования двух классических экспериментов анализируется влияние модели химической кинетики на структуру и характеристики течения, получаемые при расчете данных классов течений. Первый эксперимент касается высокоскоростного неперемешанного горения водорода со стабилизацией за счет самовоспламенения, а второй - медленного предварительно перемешанного горения метана со стабилизацией на ступеньке и возникновением волны диффузионного пламени. Расчеты выполнены при помощи программы ANSYS Fluent. Показано значительное влияние кинетического механизма на трёхмерную структуру течения и взаимодействие модели кинетики с моделью турбулентного горения.
Бесплатно
Влияние нестационарных возмущений на отделение тонкого тела
Статья научная
На основе теории тонкого тела получено аналитическое решение аэродинамической задачи вычисления подъёмной силы и момента вращения при отделении тела вращения из каверны или с внешней подвески в однородный поток при наличии внешних нестационарных возмущений вертикальной скорости. Решения получены для трех фаз движения тела: в каверне, при пересечении слоя смешения и во внешнем потоке. Представлены соотношения для сил и моментов и их валидация на основе сравнения результатов расчетов с экспериментальными данными для движения тела из каверны в сверхзвуковой поток при наличии акустических возмущений.
Бесплатно
Выбор места расположения датчика обледенения и датчика полного давления в условиях обледенения
Статья научная
Датчик обледенения и датчик полного давления играют ключевую роль при обеспечении безопасности полетов гражданского самолета. Предлагается численный метод определения зоны возможного расположения этих датчиков для выполнения требования по устойчивости их работы в условиях обледенения. Приведены примеры на модели самолета CRM.
Бесплатно
Статья научная
Для диссипативных систем с последействием указанного типа устанавливается су- ществование семейств вынужденных движений, которые при неограниченном возрас- тании времени экспоненциально стремятся к периодическим режимам. Рассмотрены случаи полной диссипации и критические случаи пары чисто мнимых корней, а также одного нулевого корня.
Бесплатно
Генерация электронно-пучковой плазмы форвакуумного давления в замкнутом объеме
Статья научная
Изучалось распределение энерговыделения в объеме плазмы, возбуждаемой инжекцией электронного пучка в газы форвакуумного давления, применительно к задаче оптимизации конструкции и рабочих режимов плазмохимических реакторов. По результатам исследования распределения интенсивности свечения вдоль стенки цилиндрического диэлектрического контейнера (кварцевой трубки), частично или полностью заполненного электронно-пучковой плазмой воздуха или аргона, выявлена зависимость энерговыделения в различных зонах реакционного объема от условий генерации плазмы. Было установлено, что интенсивность свечения, а следовательно и энерговыделение, имеет максимум в некотором поперечном сечении контейнера. Положение этого максимума относительно точки инжекции электронного пучка зависит от характеристик плазмообразующего газа: с ростом давления и/или молекулярной массы газа он смещается в сторону точки инжекции. Позади этого сечения энерговыделение резко спадает, что позволяет оптимизировать длину реакционной камеры и предсказать химическую активность плазмы в различных зонах реакционного объема при варьировании в нем давления.
Бесплатно
Геометрические связи в задаче о движении двухколесной роликовой доски рипстик
Статья научная
В работе изучается кинематика движения двухколесной роликовой доски, известной как эссборд, или рипстик. При помощи теории конечных поворотов предлагается эле- ментарный вывод формулы, связывающей угол наклона платформы рипстика с углом поворота колеса. Приведенное доказательство данной формулы является существенно более простым по сравнению с тем, что было предложено ранее другими авторами.
Бесплатно
Граничное условие «закон стенки» с учетом шероховатости для модели турбулентности Спаларта-Аллмараса
Статья научная
Во многих случаях шероховатость может оказать большое влияние на результат расчета аэродинамики и теплообмена. Для учета эффекта шероховатости используется модификация модели турбулентности Спаларта-Аллмараса. Граничное условие «закон стенки» применяется для повышения точности решения при использовании грубой сетки. Для реализации метода разработана вычислительная программа на неструктурированной расчетной сетке. Проведено сравнение с экспериментальными данными и численными результатами других авторов.
Бесплатно
Динамика волчка тип-топ при вязком трении
Статья научная
Простейшей моделью волчка тип-топ является неоднородный динамически симметричный шар, центр масс которого лежит на оси динамической симметрии, но не совпадает с геометрическим центром. В настоящей работе предполагается, что со стороны плоскости на шар действует сила трения скольжения, пропорциональная скорости точки контакта с плоскостью. При некотором классе начальных условий приводятся приближенные уравнения, описывающие его динамику.
Бесплатно
