Представлены результаты расчетно-теоретического исследования гиперзвукового обтекания двух пространственных моделей высокоскоростных летательных аппаратов сложной формы.
Расчеты выполнены с использованием программного комплекса для численного моделирования аэродинамики и аэротермодинамики интегрально-компонованных гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА) проектной конфигурации, разрабатываемого в Институте проблем механики им. А.Ю.Ишлинского РАН (ИПМех РАН). Выбор конфигураций ГЛА обусловлен анализом исследований, выполненных в ИПМех РАН, и направлен на проверку адекватности расчетной демонстрации физических процессов, наблюдаемых в экспериментах с 2004 по 2013 год в прямоточной аэродинамической трубе.
Объектами исследования выступали ГЛА X-43 и X-51 с точки зрения аэродинамических нагрузок в гиперзвуковом диапазоне полетов. Для двух моделей разработаны аэродинамические и аэротермодинамические характеристики. Проведено исследование как интегральных характеристик, так и распределений параметров обтекания. В частности, изучены зоны отрывных течений у угловатых носовых образований и области взаимодействия ударных волн, образующихся при больших углах атаки на нагретую поверхность аппаратов.
Приведены оценки распределения компонент силы и тепловых нагрузок, влияющих на эффективность и безопасность полета. Проведен сравнительный анализ полученных характеристик с учетом конструктивных особенностей указанных конфигураций ГЛА. Введено сопоставление результатов с экспериментальными данными.
В монографии рассмотрена модель неклассической жидкости, а именно вязкоупругой микрополярной жидкости. В этой модели частицы жидкости обладают вращательными взаимодействиями и существуют моментные напряжения.
Описанная здесь модель сплошной жидкой среды характеризуется тем свойством, что в состоянии напряжения, кроме напряжений Коши, возникают моменты напряжений, обладающие ориентационной упругостью и способные выдерживать как линейные, так и угловые деформации в зависимости от времени. Таким образом, такая жидкость способна накапливать напряжения в виде упругих деформаций, как это имеет место в вязкоупругих жидкостях, но при этом также рассматриваются эффекты микрополярности.
В книге излагаются математические модели течений вязкоупругой микрополярной жидкости, начиная с уравнений микрополярной вязкоупругости. Доступной и наглядной форме представлены основные положения теории и некоторые приложения. Одной из целей монографии является развитие методов математического моделирования процесса течения вязкоупругих микрополярных жидкостей. Предлагается теоретический анализ закономерностей и закономерной динамики.
Книга адресована студентам вузов, аспирантам, преподавателям, научным сотрудникам и инженерам.
Во втором, переработанном издании книги рассматриваются основные задачи движения газов с большими скоростями. В первой части книги, состоящей из пяти глав, излагается общая теория одномерных и плоских течений. Материалы последующих глав являются прикладными. В них последовательно рассматривается движение газа в соплах, диффузорах, эжекторах, решетках и ступенях турбомашин.
Книга представляет собой учебное пособие по курсу основ газовой динамики для теплотехнических специальностей энергетических и политехнических институтов.
Книга может быть полезной для инженерных и научных работников лабораторий и конструкторских бюро заводов.
В книге рассмотрены физические основы влияния атмосферной турбулентности на лазерное излучение. Основное внимание уделено решению задач, связанных с определением средней интенсивности и флуктуаций интенсивности в лазерных лучах. Рассмотрено влияние турбулентности на флуктуации фазы световых волн и искажение пространственной когерентности.
Изложены методы определения параметров турбулентности по флуктуациям лазерного излучения.
Наряду с теоретическими исследованиями распространения электромагнитных волн в случайно-неоднородных средах, в книге приводятся сведения об атмосферной турбулентности и статистика параметров турбулентной атмосферы. Приводятся результаты, полученные приближёнными численными методами. Широко представлены экспериментальные данные и обобщения, изучающие влияние атмосферной турбулентности на характеристики лазерного излучения. Изложенные методы исследования и результаты могут быть использованы для решения практических задач.
Книга рассчитана на научных работников и инженеров – специалистов по расчёту распространения излучения в атмосфере и турбулентности среды, физиков, геофизиков и оптиков. Она может представить интерес для преподавателей и аспирантов.
Развитие авиационной и ракетной техники сделало весьма актуальным вопрос об особенностях течения газа со скоростями, близкими к скорости звука. Таким течениям и посвящена настоящая книга. Она написана одним из крупнейших в США специалистов по прикладной газовой динамике и представляет собой первую в мировой литературе попытку систематического изложения физических основ и математических методов изучения околозвуковых течений.
Большое количество примеров позволяет читателю с инженерной подготовкой понять особенности явлений, происходящих при околозвуковых течениях. В то же время книга представляет интерес и для математиков, занимающихся уравнениями в частных производных смешанного типа.
Развитие техники численного моделирования на основе нестационарных уравнений Навье-Стокса для сжимаемых сред, позволившее преодолеть в последние годы трехмерный барьер в моделировании процессов конвективного теплообмена, наряду с широкими возможностями в получении конкретных результатов в практических задачах, которые реализованы и имеют массовое применение даже в коммерческих компьютерных программах, делает актуальным развитие аналитических методов для анализа и интерпретации результатов численного моделирования.
Это важно для изучения тонкой структуры течений, процессов переноса, проверки достоверности их численной реализации и особенно актуально для задач конвекции при реальных уравнениях состояния вблизи критической термодинамической точки.
В книге, которая является первой частью курса механики сплошных сред, излагаются основы механики сплошных сред и их развитие для двух классических моделей жидкостей (идеальной и вязкой жидкостей) с привлечением методов, традиционных для теоретической физики.
Изложение модернизировано введением современных представлений о солитонах, старых аттракторах, фракталах, спиральности и др. Объем приведенного материала и цитируемой литературы несколько превосходит объем реального лекционного курса, что позволяет преподавателю варьировать изложение, а студенту подойдет к самостоятельной учебной работе без материальных затруднений.
Книга рассчитана в первую очередь на студентов и выпускников университетов и технических университетов, специализирующихся в области механики, физики и их приложений в инженерном деле, биологии и медицине, исследовании природных процессов.
Монография посвящена проблеме исследования течений сред со сложной реологией в каналах и полостях с изменяемыми по времени и пространству формами их стенок. В работе предложена, теоретически обоснована и путем расчетов проверена на примере бингамовских сред новая постановка задач о течении таких сред при изменяемых границах областей течения; предложена новая система уравнений для исследования течений сред со сложной реологией, из которых уравнения течений бингамовских сред получаются в соответствии с третьей аксиомой реологии (М. Рейнер) как частный случай; в новой постановке и с помощью новых уравнений решен ряд практических важных задач.
Приведены принципиальные разработки технологических машин с мягкими деформируемыми органами, а также ряд образцов таких машин и технологии для пищевой промышленности, в.copyсутствующих централизированному наполнению и упаковке мягких полимерных материалов.
Книга рассчитана на научных работников, а также для преподавателей, аспирантов и студентов вузов, занимающихся неавтоматическими процессами и системами, рассчитанными для изучения реологии и промышленной механики среды.
Настоящая книга является второй частью руководства, написанного совместно Р. Гирке и Г. Шпроккхофом. Однако после смерти Р. Гирке, последовавшей в 1952 г., дальнейшее составление руководства осуществлялось коллективом учителей, используя богатое наследство Р. Гирке.
Во второй части в главах I и II рассматриваются эксперименты по механике жидкостей и газов, в главе III — по молекулярным свойствам жидкостей и газов. В главах IV—VI, заключающих весь первый раздел курса физики — механики, рассматриваются эксперименты из изучения потоков.
В конце второй части даны два приложения, в которых описаны работы, весьма важные при изучении физики жидкостей и газов: приложение I «Работа со ртутью» и приложение II «Простейшие работы со стеклом».
Изложено применение методов адаптивных сеток к задачам газовой динамики. Рассматриваются задачи аэроупругости, когда имеют место большие относительные перемещения взаимодействующих сред (геометрически адаптивные сетки), и задачи с разномасштабной структурой потока (динамические адаптивные сетки), где методы адаптивных сеток особенно эффективны.
В качестве конечно-разностных схем использовались схема свободного Лагранжа-Эйлера метода (ALE) и схема повышенного порядка аппроксимации (TVD). Рассмотрены решения многочисленных задач в одномерной и двумерной (плоской, осесимметричной) постановках с применением геометрически и динамически адаптивных сеток.
Книга предназначена для специалистов в области аэроупругости, вычислительной газовой динамики, студентов и преподавателей университетов, а также для всех, кто имеет дело с численным моделированием.
