ТОМ 84, №1
NONSTANDARD ANALYSIS OF A CONVERGING SHOCK WAVE IN A NONIDEAL GAS
The problem of propagation of strong plane and converging shock waves in an unsteady inviscid nonideal gas is studied. A nonstandard analysis is used to derive the jump conditions for both shock waves. It is assumed that the jump occurs on an infinitesimal interval andjump functions in the flow parameters are smooth across this interval. The distribution of the flow parameters across the shock wave are expressed in terms of the Heaviside functions. Numerical computation to study the distribution of the flow parameters is performed.
Автор:
Singh L. P., Mithilesh Singh, Husain A.
Ключевые слова:
converging shock wave, nonstandard analysis, nonideal gas.
Стр:
6
РАСЧЕТ РАВНОВЕСНОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ МЕТОДОМ МАКСИМИЗАЦИИ ЭНТРОПИИ
Изложен алгоритм расчета химического равновесия на основе принципа максимума энтропии. Метод распространяется на многокомпонентные гетерогенные термодинамические системы. Полученная модель универсальна и может быть применена для широкого круга высокотемпературных процессов, в том числе при горении альтернативных топлив в тепловых машинах различного типа. На основе построенного алгоритма для различных начальных условий проведены расчеты равновесного состава продуктов сгорания водородсодержащих топлив.
Автор:
М. С. Ассад, О. Г. Пенязьков, С. Г. Скобля
Ключевые слова:
термодинамическая система, равновесие, энтропия, продукты сгорания, тепловой двигатель, водородсодержащие топлива.
Стр:
13
РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД
<pre>Рассчитаны коэффициенты диффузного отражения и пропускания света гладкими френелевскими границами оптически толстого слоя, освещенными рассеянным излучением. Изучено влияние поглощения на угловые диаграммы света у границ. Выполнен анализ асимптотических формул переноса излучения в среде с отражающими границами и оценены пределы их применимости. Методами геометрической оптики рассчитаны коэффициенты отражения направленного и диффузного излучения от шероховатой поверхности. Полученные результаты могут найти применение в различных областях науки и техники, в частности для оптической диагностики биологических тканей.</pre>
Автор:
А. П. Иванов, В. В. Барун
Ключевые слова:
диффузное и зеркальное отражение, коэффициенты отражения, пропускания и яркости, микроплощадки поверхности, диагностика.
Стр:
22
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ИМПУЛЬСНОЙ ИОНИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ КАНАЛА В УДАРНОЙ ТРУБЕ
Исследовано взаимодействие ударной волны и потока за ней с плазмой, создаваемой поверхностным электрическим разрядом в ударной трубе.
Автор:
И. А. Знаменская, И. В. Мурсенкова, Н. Н. Сысоев
Ключевые слова:
газодинамический поток, импульсный разряд, ударная волна, плазменный лист.
Стр:
32
ОБОБЩЕНИЕ И РАСЧЕТ ФАКТОРА ТЕРМОДИФФУЗИИ БИНАРНЫХ СМЕСЕЙ ГАЗОВ, СОДЕРЖАЩИХ ВОДОРОД
@ABSTRACT = Приводятся результаты обобщения в рамках теории подобия опытных данных о факторе термодиффузии водородсодержащих газовых смесей. Получено расчетное соотношение, которое позволяет прогнозировать фактор термодиффузии смесей неполярных газов, содержащих водород, при ограниченном объеме данных о веществе. Рассчитаны значения фактора термодифуззии смесей водорода с инертными газами, включая радон Rn, а также с N2, SiH4 и GeH4, в интервале температур 100-1500 К.
Автор:
А. Г. Шашков, А. Ф. Золотухина, Л. Р. Фокин
Ключевые слова:
фактор термодиффузии, газовые смеси, водород, инертные газы, азот, силан, герман, теория подобия, обобщение данных.
Стр:
38
ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
Представлен комплексный экспериментально-теоретический подход к исследованию и разработке высокоэнергетических и композиционных материалов для условий высокоскоростного метания и взаимодействия с применением нанотехнологий. Получены данные о характере высокоскоростного взаимодействия ударников, изготовленных из вольфрамовых композитов по разной технологии, со стальной преградой. Разработан наноструктурированный материал на основе меди с повышенными прочностными характеристиками. Исследованы и реализованы условия повышения дульной скорости ствольной метательной установки за счет применения нанокомпозитных топлив. Разработан расчетно-экспериментальный метод исследования процессов высоко-скоростного соударения тел.
Автор:
С. А. Афанасьева, Н. Н. Белов, Ю. А. Бирюков, В. В. Буркин, В. М. Захаров, А. Н. Ищенко, А. В. Скосырский, А. Н. Табаченко, И. Е. Хорев, Н. Т. Югов
Ключевые слова:
композиционные материалы, высокоскоростное метание, ударно-волновое нагружение, пробивная способность ударников.
Стр:
47
ХИМИЧЕСКИЙ КИСЛОРОД-ЙОДНЫЙ ЛАЗЕР: АЭРООПТИКА И ГАЗОДИНАМИКА
Исследовано взаимодействие регулярных и нерегулярных структур - систем ударных волн, волн разряжения, турбулентных слоев - в химическом кислород-йодном лазере.
Автор:
А. С. Борейшо, В. М. Мальков, А. В. Савин
Ключевые слова:
сверхзвуковые химические лазеры, газовая динамика, аэродинамика, аэрооптические проблемы.
Стр:
57
НОВЫЕ МОДЕЛИ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД
Рассматриваются возможные пути перехода от традиционных моделей механики сплошных сред к моделям нового поколения на примере модели многокомпонентной среды.
Автор:
В. Ф. Куропатенко
Ключевые слова:
законы сохранения, сплошная среда, дифференциальные уравнения, смесь, компонент, концентрация, взаимодействие компонентов, частицы.
Стр:
74
КИНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАЗМЕ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ГОРЕНИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ
Проведен анализ основных кинетических процессов, ответственных за образование ионов, электронов, заряженных и нейтральных углеродных кластеров и частиц нанометрового размера при горении углеводородных топлив. Показано, что образование полидисперсного ансамбля положительно и отрицательно заряженных частиц обусловлено в основном прилипанием ионов к первичным кластерам и вторично образованным частицам, а также коагуляцией частиц. При этом необходимо учитывать не только кулоновское, но также ван-дер-ваальсово и поляризационное взаимодействие между частицами. Рассмотрены особенности осаждения полярных молекул на заряженных частицах.
Автор:
А. М. Старик, А. М. Савельев, Н. С. Титова
Ключевые слова:
емоионизация, коалесценция, коагуляция, химическая конденсация, агрегация, термоэлектронная эмиссия.
Стр:
93
ОБРАЗОВАНИЕ САЖИ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ФУЛЛЕРЕНОВ И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК ПРИ ГОРЕНИИ УГЛЕВОДОРОДА
80-летний юбилей академика, Лауреата Ленинской премии Рема Ивановича Солоухина - знаменательное событие для научного сообщества исследователей процессов горения и детонации. Им разработаны оригинальные газодинамические лазерные системы на основе селективного теплового возбуждения и смешения в сверхзвуковом потоке: созданы эффективные схемы мощных проточных лазеров конвективного типа с электрическим возбуждением и химических лазеров, инициируемых электронным пучком. Он предложил методы измерения быстро меняющихся давления, плотности, температуры и других параметров процессов в ударных волнах.
Заместитель главного редактора журнала "Физика горения и взрыва", профессор Новосибирского университета Р. И. Солоухин воспитал целую плеяду докторов и кандидатов наук. Его фундаментальные исследования являются основой развития новых направлений физики горения и взрыва.
Проведен обзор работ, опубликованных в последние годы по сажеобразованию при горении углеводородов. Рассмотрены феноменология, кинетика и механизм сажеобразования, влияние различных факторов на образование полициклических ароматических углеводородов, фуллеренов, углеродных нанотрубок и сажи, а также низкотемпературное холоднопламенное сажеобразование, горение в электрическом поле и парамагнетизм сажевых частиц с точки зрения экологии.
Автор:
З. А. Мансуров
Ключевые слова:
сажеобразование, полициклические ароматические углеводороды, горение, наноуглеродные трубки.
Стр:
116
К ТЕОРИИ ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА С УЧЕТОМ ЭФФЕКТОВ ПЕРЕМЕЖАЕМОСТИ
Предложена новая точка зрения на механизм турбулентного тепло- и массопереноса, разработаны математический аппарат статистической теории и метод построения математических моделей в условиях перемежаемости динамических и скалярных полей неоднородного турбулентного течения. Для апробации метода построена модель турбулентной осесимметричной струи и рассчитаны условные и полные средние ее основных статистических характеристик. Показано, что причиной "различного механизма" турбулентного переноса импульса, тепла и вещества является перемежаемость несовпадающих между собой динамических и скалярных полей турбулентного течения. Выведено уравнение для условной функции плотности распределения вероятностей концентрации пассивной примеси и приведено его решение для осесимметричной струи в области с сильной перемежаемостью. Хорошее соответствие проведенных расчетов с опытными данными подтверждает принятую концепцию механизма переноса.
Автор:
Ю. В. Нужнов
Ключевые слова:
турбулентность, тепло- и массоперенос, статистическая теория, математическое моделирование, функция плотности распределения вероятностей.
Стр:
150
СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЯ ПОТОКА АКТИВНОЙ СРЕДЫ HF-ЛАЗЕРА С СОПЛОВЫМ БЛОКОМ РАДИАЛЬНОГО РАСШИРЕНИЯ
В эксперименте измерены газодинамические характеристики потока активной среды, а также энергетические и спектральные характеристики излучения, генерируемого непрерывным химическим HF-лазером с сопловым блоком радиального расширения. На основе анализа результатов измерений выявлена структура течения потока активной среды, сформированной по схеме смешения реагентов "сопло-инжектор". Показано, что в процесс генерации излучения оказывается вовлеченной лишь часть активной среды. Предложены меры по повышению эффективности ее использования.
Автор:
И. А. Федоров
Ключевые слова:
поток активной среды, сопловый блок радиального расширения, схема смешения реагентов "сопло-инжектор".
Стр:
160
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВЗРЫВА
Рассмотрены гидродинамические и радиационные процессы, сопровождающие взрывы химических взрывчатых веществ и топливно-воздушных смесей. Выполнено компьютерное моделирование излучения огненного шара взрыва и факела диффузионного горения углеводородного топлива. Определены зависимости плотности теплового потока из области, занятой продуктами взрыва и горения, от ее температуры и геометрических характеристик. Получены распределения тепловых нагрузок на мишенях различной ориентации в окрестности зоны энерговыделения. Проведено сравнение тепловых параметров на приемниках излучения с критериями теплового поражения людей и воспламенения горючих материалов.
Автор:
К. Л. Степанов, Л. К. Станчиц, Ю. А. Станкевич
Ключевые слова:
взрыв, ударная волна, огненный шар, тепловое излучение, облученность мишеней.
Стр:
168
ВЛИЯНИЕ МОДЕЛЕЙ МИКРОСМЕШЕНИЯ НА РАСЧЕТ ОСРЕДНЕННОЙ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ
На основе метода статистических моментов для расчета гидродинамических характеристик потока и функции плотности распределения вероятности коэффициента смеси в нем с целью определения корреляций, ответственных за химическое реагирование, разработана модель смешения с химическим реагированием в однородном и изотропном турбулентном потоке. Проводится сопоставление многозонной модели и моделей микросмешения (модель средне-квадратичного приближения и модель Ланжевена), используемых для построения уравнений для функции плотности распределения вероятности, для выяснения их влияния на расчет осредненной скорости химической реакции.
Автор:
А. Д. Чорный
Стр:
194
ЭЛЕКТРОВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ РАСПЛАВА В ПЕЧАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОДОВЫМ ЭЛЕКТРОДОМ
Оценивается влияние силы Лоренца на возникновение электровихревого движения расплава металла в электросталеплавильных печах постоянного тока с подовым электродом. Движение расплава металла описывается уравнениями магнитной гидродинамики для изотермической жидкости, которые решаются методом конечных элементов. Численное решение сравнивается с теоретическими и экспериментальными данными других авторов. Из анализа полученных результатов делаются выводы о существенном влиянии силы Лоренца на возникновение вихревого движения расплава.
Автор:
О. В. Казак, А. Н. Семко
Ключевые слова:
сила Лоренца, электровихревые течения, численное моделирование, электросталеплавильные печи постоянного тока.
Стр:
209