МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ОБТЕКАНИЕМ ТЕЛ ДВУХФАЗНЫМ ПОТОКОМ

15 Октября 2024

Авторы: Амелюшкин И.А., Дружинин О.В., Кривопалова Е.В. (ЦАГИ)

Тезисы доклада "МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ОБТЕКАНИЕМ ТЕЛ ДВУХФАЗНЫМ ПОТОКОМ" 

В результате аналитических решений и компьютерного моделирования определены оптимальные формы тел в двухфазном потоке с точки зрения снижения интенсивности тепломассообмена и силового воздействия двухфазного потока на обтекаемое тело с учетом физических свойств материалов поверхности обтекаемого тела, шероховатости и ряда других процессов — дробления капель, фазовых переходов и ряда поверхностных явлений. В течение ряда лет создана и развита программа, позволяющая рассчитывать динамику разреженных газов с учетом многократных взаимодействий молекул между собой и с атомами твердого тела. Для учета обмена импульсом молекул потока с поверхностью твердого тела использовано оригинальное полученное в настоящей работе выражение для вектора скорости отраженных от поверхности молекул в зависимости от вектора скорости падающих молекул, свойств и параметров состояния твердого тела, в частности от температуры, молярной массы атомов и температуры Дебая, которые в значительной мере определяют амплитуды тепловых колебаний атомов твердого тела, и как следствие, обмен импульсом и энергией потока с обтекаемым телом. Сформулированы безразмерные параметры подобия результатов моделирования потока в окрестности тел малых размеров реальному обтеканию летательных аппаратов. Созданы оригинальные экспериментальных установки для исследования динамики многофазных сред и течений жидкости со свободными границами. Импульсная гидродинамическая труба предназначена для исследования снижения сопротивления жидкости при работе как с открытой рабочей частью, так и с закрытой. Циркулярная установка позволяет проводить исследования процессов, сопровождающих удары капель и частиц с твердыми телами, которые обладают различной степенью гидрофобности.

1. Амелюшкин И.А. Критерии подобия и особенности обледенения тел в потоках воздуха, содержащего переохлажденные капли // Ученые записки ЦАГИ — 2023, Т. LIV, № 3, C. 22–41.

2. Амелюшкин И.А., Павленко О.В., Февральских А.В., Багхдади М.К. Особенности формирования ледяных наростов на симметричном и несимметричном профиле и их влияние на аэродинамические характеристики крыла. Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 24. С. 28–30.