СИБИРСКИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ 2019. Том 14, № 3 EN

Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов

Абдуракипов С. С., Добросельский К. Г. Экспериментальное исследование оптическим и статистическим методами крупномасштабных пульсаций потока при обтекании цилиндра // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 5–14. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-3-5-14

С использованием оптического метода измерения полей скорости Particle Image Velocimetry (PIV) и статистического метода для анализа когерентных структур в турбулентных потоках Proper Orthogonal Decomposition (POD) проведено экспериментальное исследование пространственной структуры крупномасштабных пульсаций скорости при докавитационном и кавитационном обтекании цилиндра при числе Рейнольдса 280 000.

Ключевые слова
кавитационное обтекание цилиндра, крупномасштабные вихри, particle image velocimetry, proper orthogonal decomposition

5

Гольдфельд М. А. Влияние скорости потока на поверхностях сжатия воздухозаборника на эффективность слива пограничного слоя // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 15–25. DOI 10.25205/2541-9447- 2019-14-3-15-25

Представлены результаты аналитического и экспериментального исследования зависимости коэффициентов расхода для систем слива при числах Маха полета от 3 до 7. Для расчета использовалась аналитическая модель с фиксированным выходом системы слива при сверхкритическом режиме течения, которая позволяет варьировать количество отводимого воздуха в зависимости от местных условий и характеристик системы слива пограничного слоя. Эксперименты для измерения коэффициента расхода отверстий слива были выполнены в аэродинамической трубе при локальных числах Маха перед областью слива пограничного слоя от 2,5 до 5,96. Модель имела длинную носовую часть для моделирования толстого пограничного слоя перед областью слива пограничного слоя. В результате были получены новые экспериментальные данные о коэффициентах расхода и общая зависимость до числа 6 для углов наклона канала слива 90° и 45°. Показано, что при увеличении локального числа Маха наблюдается тенденция к снижению коэффициента расхода, и эта тенденция усиливается при уменьшении угла наклона канала. Эти данные были использованы для оценки применимости известных аналитических моделей для определения свойств систем слива в условиях гиперзвуковых скоростей потока.

Ключевые слова
пограничный слой, канал слива, гиперзвуковая скорость, воздухозаборник, расход воздуха, эксперимент, моделирование

15

Лысенко В. И., Смородский Б. В., Ермолаев Ю. Г., Яцких А. А., Косинов А. Д. Эксперименты по ламинаризации сверхзвукового пограничного слоя вдувом инородного газа // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 26–38. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-3-26-38

Проведены экспериментальные исследования влияния распределенной инжекции тяжелого газа (гексафторида серы, SF₆) в пристенный подслой сверхзвукового (при числе Маха M = 2) пограничного слоя плоской пластины на его устойчивость к искусственным (контролируемым) возмущениям. Впервые в экспериментах с контролируемыми возмущениями получено, что такой вдув тяжелого газа приводит к стабилизации пограничного слоя, проявляющейся в уменьшении скоростей роста возмущений. Получено хорошее согласование экспериментальных данных с результатами расчетов по линейной теории устойчивости.

Ключевые слова
сверхзвуковой пограничный слой, гидродинамическая устойчивость, ламинарно-турбулентный переход, проницаемые покрытия, инжекция, бинарная газовая смесь

26

Тамбовцев А. С., Грек Г. Р., Козлов В. В., Литвиненко М. В., Литвиненко Ю. А., Шмаков А. Г. Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 39–52. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-3-39-52

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения. Показано, что взаимодействие круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении приводит к возникновению череды мелко- / крупномасштабных и, наоборот, крупно- / мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующей струе с ростом и падением скорости ее истечения соответственно. Установлено, что результат взаимодействия круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении не зависит от геометрических параметров выходных отверстий круглого и коаксиального сопел.

Ключевые слова
круглая микроструя воздуха, спутная коаксиальная струя воздуха, взаимодействие струй, до- и сверхзвуковая скорость истечения

39

Козлов В. В., Грек Г. Р., Литвиненко М. В., Литвиненко Ю. А., Тамбовцев А. С., Шмаков А. Г. Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 53–63. DOI 10.25205/2541-9447- 2019-14-3-53-63

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения. Обнаружено, что горение коаксиальной (спутной) струи водорода c ростом скорости ее истечения сопровождается всеми сценариями, наблюдаемые при исследовании диффузионного горения круглой и плоской микроструй водорода. Однако область «перетяжки» пламени претерпевает значительные геометрические деформации из-за специфики пламени коаксиальной струи. Показано, что область перетяжки пламени трансформируется от Y-образной к сферической форме в процессе роста скорости истечения коаксиальной струи. Установлено, что взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной струей водорода при ее горении сопровождается целым рядом новых явлений: наличием конусообразной области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; наличием мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующем пламени; отсутствием горения водорода, истекающего из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; прорывом пламени из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла, что приводит к поджиганию водорода вниз по потоку, его интенсивному горению и резкому акустическому шуму; наличием турбулентного пламени, его отрыва от среза сопла и выхода на сверхзвуковое горение результирующей струи.

Ключевые слова
круглая микроструя воздуха, спутная коаксиальная струя водорода, взаимодействие струй, область перетяжки пламени, до - и сверхзвуковое горение

53

Шмаков А. Г., Козлов В. В., Литвиненко М. В., Литвиненко Ю. А. Изучение пределов устойчивого горения диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла, при введении в водород или воздух инертных и реагирующих газов // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 64–75. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-3-64-75

Экспериментально изучено влияние добавок инертных (He, N₂, Ar, CO₂) и реагирующих (СН₄, O₂, CF₃Br, (CH₃O)₃PO) газов в поток водорода или в окружающий воздух на условия отрыва диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла. С помощью теневого метода измерена критическая скорость потока водорода, при которой происходит отрыв пламени микроструи водорода от сопла при введении исследуемых газов как в воздух, так и в водород. Установлено, что добавка всех исследуемых газов в поток водорода приводит к уменьшению диапазона скорости микроструи, при которой возможна стабилизация пламени, вне зависимости от того, являются вводимые в водород газы инертными или реагирующими. Показано, что в случае добавки исследуемых газов в поток водорода основным фактором, определяющим критическую скорость отрыва пламени от микросопла, является средний молекулярный вес газовой смеси H₂ с добавками. В случае введения исследуемых газов в окружающий диффузионное пламя воздух критическая скорость отрыва определяется их способностью воздействовать на химические реакции окисления водорода (ингибирующей способностью), а также снижением концентрации кислорода за счет разбавления воздуха вводимой добавкой. Полученные данные представляют интерес для водородной энергетики с точки зрения определения пределов устойчивого горения микроструи водорода, а также определения минимальных флегматизирующих концентраций добавок ингибиторов и пламегасителей в воздухе, предотвращающих воспламенение и горение водорода при его утечке в случае нештатной ситуации.

Ключевые слова
микроструя водорода, отрыв пламени, спутный поток воздуха, круглое микросопло, ингибитор горения, флегматизатор

64

Физика химическая, биологическая, медицинская

Синхротронное излучение: генерация и применение

Боярских И. Г., Сысо А. И., Чанкина О. В. Применение метода РФА СИ для изучения зависимости между содержанием химических элементов и биологически активными фенольными соединениями жимолости синей // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 76–85. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-3-76-85

Методом РФА СИ с высокой чувствительностью (10^-10 г/г) в широком диапазоне концентраций в образцах малой массы (10–30 мг) определены пределы варьирования микро- и макроэлементов в листьях жимолости синей в контрастных геохимических условиях Горного Алтая в связи с вторичным метаболизмом. Увеличение основных классов биологически активных фенольных соединений наблюдалось в местообитаниях с высоким содержанием Ca и Sr, вызывающим снижение величины соотношения K/Ca в почве. В этих же местообитаниях отмечалось увеличение соотношений Cu/Zn и Fe/Zn и снижение – Fe/Cu и Fe/Ni.

Ключевые слова
РФА СИ метод, химические элементы, жимолость синяя, флавоноиды и гидроксикоричные кислоты

76

Храмова Е. П., Чанкина О. В., Сыева С. Я., Костикова В. А., Ракшун Я. В., Сороколетов Д. С. Элементный состав растений Горного Алтая // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 86–96. DOI 10.25205/2541- 9447-2019-14-3-86-96

стающих в Горном Алтае, и в образцах почв из мест их обитания методом РФА СИ. Наиболее высокое накопление макро- и микроэлементов свойственно растениям рода Caragana из сем. Fabaceae, низкое – представителям Potentilla и Sibiraea из сем. Rosaceae. Показано, что содержание Br, Y, Mo, Nb, Zr, Ti, Rb, Co, Sr, Fe, Ni и V в надземных органах представителей разных таксонов варьирует на высоком уровне (величина их соотношения Сmax/Cmin > 5), а содержание Mn, Cu и Pb – на малом (1,5 < Сmax/Cmin < 2,5) и очень малом уровне (Сmax/Cmin < 1,5).

Ключевые слова
элементный состав, рентгенофлуоресцентный анализ с синхротронным излучением, кустарники, Горный Алтай

86

Седельникова Л. Л., Храмова Е. П., Чанкина О. В., Ракшун Я. В., Сороколетов Д. С. Использование метода РФА СИ в исследовании экологического состояния техногенной среды в Новосибирской области // Сибирский физический журнал. 2019. Т. 14, № 3. С. 97–108. DOI 10.25205/2541-9447-2019-14-3-97-108

СИ) определен элементный состав в почвах и растениях Hemerocallis hybrida hort., произрастающих в местах с разным уровнем загрязнения в Новосибирской области. Выявлено, что основными элементами-загрязнителями в техногенной среде, накапливающимися в избыточной концентрации в листьях и корневищах растений, являются свинец, никель, цинк, железо, титан и хром. Методом РФА СИ получены достоверные данные по содержанию 20 микро- и макроэлементов в растениях Hemerocallis hybrida в различных промышленно транспортных условиях загрязнения.

Ключевые слова
РФА СИ, элементный состав, почва, лист, корневище, Hemerocallis hybrida, урбанизированная среда

97

Информация для авторов

109

Вернуться на главную