Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2016. Том 11, выпуск 2 EN

Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов

Анискин В. М., Рудяк В. Я. Экспериментальное изучение теплоотдачи наножидкости в микроканале

Описывается новый стенд для изучения коэффициента теплоотдачи наножидкостей в стальном микроканале с внутренним диаметром 358 мкм. Тестирование стенда выполнено на известных экспериментальных данных по теплоотдаче воды. Приводятся данные изучения коэффициента теплоотдачи наножидкостей на основе воды с частицами диоксида кремния со средним размером 25 нм. Показано, что использование наножидкостей позволяет существенно повысить коэффициент теплоотдачи по сравнению с базовой жидкостью. Так, превышение коэффициента теплоотдачи при использовании однопроцентной наножидкости составляет около 60 %, и это превышение растет с увеличением объемной концентрации наночастиц и расхода жидкости.

5

Павленко А. Н., Суртаев А. С., Володин О. А., Сердюков В. С. Распределение жидкого азота при пленочном течении в единичных элементах структурированных насадок

Представлены результаты экспериментального исследования параметров пленочного течения криогенной жидкости по поверхности единичных элементов структурированной насадки, состоящих из двух корругированных пластин. На основе сравнения опытных данных показано влияние микротекстуры, ее направления относительно направления силы тяжести на распределение жидкости вдоль пакета при различной степени орошения. Приводятся результаты опытов по исследованию зависимости степени перетекания жидкости через контактные
точки в пакетах с пластинами от степени орошения. Показано, что наличие микротекстуры и ее направление оказывают существенное влияние на перераспределение вдоль пакета локального расхода жидкости, стекающей по структурированной поверхности сложной геометрии.

12

Павленко А. Н., Суртаев А. С., Володин О. А., Сердюков В. С. О влиянии угла наклона ребер на распределение жидкого азота при пленочном течении в единичных элементах структурированных насадок

Представлены результаты экспериментального исследования параметров пленочного течения криогенной жидкости по поверхности единичных элементов структурированной насадки, состоящих из двух корругированных пластин. На основе сравнения опытных данных показано влияние угла наклона крупных ребер на распределение жидкости вдоль пакета при различной степени орошения. Показано, что изменение угла наклона ребер приводит к существенному перераспределению локального расхода стекающей жидкости по ширине пакета. Характер данного перераспределения также существенно зависит от степени орошения.

21

Яцких А. А., Колосов Г. Л., Косинов А. Д., Ермолаев Ю. Г., Панина А. В., Семенов Н. В. Экспериментальное исследование воздействия пары слабых ударных волн на ламинарно-турбулентный переход на линии растекания скользящего цилиндра

Представлены результаты экспериментального исследования влияния внешней пары слабых ударных волн на процесс ламинарно-турбулентного перехода течения на линии растекания скользящего цилиндра в сверхзвуковом потоке. Пара волн генерировалась с помощью двумерной неоднородности на стенке рабочей части трубы. Обнаружено, что ламинарнотурбулентный переход на линии растекания цилиндра сопровождается скачкообразным ростом пульсаций. При падении волн на большом расстоянии от точки измерения их влияния на переход не наблюдается. В случае падения пары волн на линию растекания вблизи области измерения ламинарнотурбулентный переход наступает при меньшем единичном числе Рейнольдса.

28

Лысенко В. И., Смородский Б. В., Ермолаев Ю. Г., Косинов А. Д., Семенов Н. В. Совместное влияние шероховатости и пористости поверхности на устойчивость и переход
пограничного слоя при числе Маха 2

Проведены совместные теоретико-экспериментальные исследования по влиянию проницаемости поверхности модели и ее шероховатости на устойчивость и ламинарно-турбулентный переход (ЛТП) сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине при числе Маха набегающего потока M = 2. Отмечается хорошее количественное согласование данных, полученных в экспериментах с искусственными возмущениями на моделях с различными пористыми вставками, с расчетами на основе линейной теории устойчивости. Исследования совместного влияния проницаемости и шероховатости поверхности модели на устойчивость и переход пограничного слоя показали, что для величины шероховатости, превышающей определенное критическое значение, при росте толщины пористого или шероховатого покрытия устойчивость пограничного слоя ослабевает, а положение ЛТП смещается по направлению к передней кромке модели.

37

Ванькова О. С., Гольдфельд М. А., Федорова Н. Н. Управление процессами воспламенения и стабилизации горения в сверхзвуковой камере сгорания

Представлены результаты математического моделирования течения в сверхзвуковой камере сгорания, которое было выполнено для условий инициирования горения с помощью электронного пучка высокой энергии на основе предложенной модели воспламенения. Расчеты проведены на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса, дополненных k–w SST моделью турбулентности и блоком детальной химической кинетики. В результате численного моделирования показано, что математическая модель позволяет предсказать воспламенение смеси при низких температурах торможения. Полученные результаты согласуются с данными экспериментов. Установлено, что выбор оптимальной схемы стабилизации и геометрии стабилизатора пламени позволяет обеспечить распространение пламени по всему каналу и устойчивость горения даже при высоких числах Маха. Предложенная математическая модель позволила определять условия воспламенения.

46

Шмаков А. Г., Грек Г. Р., Козлов В. В., Литвиненко Ю. А., Коробейничев О. П. Диффузионное горение круглой микроструи смесей водорода с метаном, гелием и азотом

Цель данной работы состоит в экспериментальном исследовании особенностей диффузионного горения круглой микроструи смеси водорода с метаном, гелием и азотом. Установлено, что механизм и характеристики развития микроструи и пламени при диффузионном горении смесей водорода с метаном, гелием или азотом связаны с образованием области «перетяжки» пламени, как и в ситуации диффузионного горения микроструи чистого водорода. Обнаружено, что процесс диффузионного горения смеси водород/метан в круглой микроструе сопровождается поэтапными стадиями отрыва пламени при сохранении горения в область перетяжки пламени, срыва пламени при сохранении горения в область перетяжки пламени и, наконец, прекращения горения, что коррелирует с процессом горения аналогичной микроструи чистого водорода. Установлено, что вышеперечисленные стадии горения смеси водород/метан реализуются в диапазоне значительно меньших скоростей истечения микроструи (200-500 м/с), чем в аналогичной ситуации горения микроструи чистого водорода (600-800 м/с). Показано, что при диффузионном горении смеси водорода с метаном, гелием или азотом в круглой микроструе для стабилизации горения с ростом скорости истечения микроструи необходимо увеличивать долю водорода (или уменьшать долю примеси) в смеси газов.

56

Физика химическая, биологическая, медицинская

Папуловский Е. С., Шубин А. А., Лапина О. Б. Теоретическое моделирование структуры поверхностных ниобиевых центров на основе данных твердотельной ЯМР спектроскопии ядра 93Nb

На основе расчетов теории функционала электронной плотности моделируются кластеры оксида ниобия на поверхности Al2O3. ЯМР параметры ядер 93Nb, входящих в состав моделируемых кластеров, были определены методом GIPAW. Рассмотренные ниобиевые системы отвечают высокому содержанию металла на поверхности носителя. Атом ниобия имеет высокую координацию и связан с остальными ниобиевыми полиэдрами в основном одной или двумя связями. Для большинства оксидных ниобиевых частиц координационное число ниобия равно шести. Обсуждаются найденные корреляции между ЯМР параметрами ядра 93Nb и особенностями его координационного окружения.

77

Учебно-методическое обеспечение преподавания физики

Захаров М. И. Дифракция плоской монохроматической волны на круглом отверстии и круглом диске

В рамках скалярной теории дифракции нормально падающей плоской монохроматической волны найдено распределение интенсивности дифракционного поля вдоль оси кольцеобразного отверстия. В качестве частных случаев рассмотрена дифракция на круглом непрозрачном диске радиусом R >>l (l – длина волны) и на круглом отверстии в непрозрачном экране. Учет векторного характера поля электромагнитных волн позволил получить более правильные результаты, в том числе при больших углах дифракции (т. е. на достаточно малых расстояниях
от экрана – меньше и порядка R), где скалярная теория, как известно, неприменима

92

Синицкий С. Л. Комментарий рецензента к статье М. И. Захарова «Дифракция плоской монохроматической волны на круглом отверстии и круглом диске»

101

Краткие сообщения

Литвиненко М. В., Литвиненко Ю. А., Вихорев В. В. Визуализация вихревых структур в ближнем поле круглой струи, сформированной в криволинейном канале, с помощью PIV-метода

Представлены результаты экспериментальных исследований круглой струи с вихрями Дина (Red = 4 000, Dе = 1 673) с использованием метода Particle Image Velocimetry (PIV). Измерения выполнены с синхронизацией фазы акустического сигнала и момента вспышки лазера. Мгновенные картины поля завихренности wz и векторного поля скоростей для U- и V-компоненты скорости поперечных сечений струи демонстрируют на выходе из канала вихри Дина в области низкого градиента скорости и неустойчивость Кельвина – Гельмгольца в области высоких градиентов скорости. Показано, что наличие вихрей Дина искажает двумерный кольцевой вихрь, который приобретает o-образную форму, причем «головка» (английский термин «vortex structure head») o-вихря опережает «ноги» (английский термин «vortex structure legs»), находясь в более высокоскоростной области.

103

Сведения об авторах

108

Информация для авторов

110

Вернуться на главную