Особенности влияния формы обтекаемого тела на взаимодействие с ним потока частиц
https://doi.org/10.18384/2949-5067-2024-3-20-32
Аннотация
Цель: создание алгоритмов, позволяющих рассчитывать и управлять дисперсным потоком с обтекаемым телом в приложении к задачам управления тепломассообменом и снижения сопротивления в условиях обильных осадков.
Процедуры и методы. Используются известные физические закономерности, методы интегрирования и анализ исследований других авторов.
Результаты. В настоящей работе развит метод расчёта параметров взаимодействия потока твёрдым телом, свойства покрытия которого влияют на процессы его обтекания. Проведены параметрические исследования, показаны оптимальные формы тел в двухфазных средах при больших значениях числа Стокса.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты могут быть использованы при проектировании форм обтекаемых тел, движущихся в аэрозольных средах, в частности, при движении летательных аппаратов в облаках и осадках.
Ключевые слова
рельефное тело,
молекулярное моделирование,
потенциалы взаимодействия,
атомы кристаллической решётки
При поддержке: Исследование выполнено при поддержке РФФИ в рамках проекта № 19–29– 13024а
Об авторах
Н. В. Зубова
Московский государственный университет технологий и управления им. К. Г. Разумовского (Первый казачий университет)
Россия
Россия
Зубова Наталья Валерьевна – кандидат педагогических наук, доцент кафедры физики
109004, г. Москва, ул. Земляной вал, д. 73
М. А. Кудров
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
Кудров Максим Александрович – кандидат технических наук, доцент, начальник научного центра, директор Передовой инженерной школы радиолокации, радионавигации и программной инженерии
141701, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9
И. А. Амелюшкин
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
Амелюшкин Иван Алексеевич – кандидат физико-математических наук, программист лаборатории информационных технологий и прикладной математики Физтех-школы аэрокосмических технологий
141701, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9
Список литературы
1. Yihua Cao, Zhenlong Wu, Zhengyu Xu. Effects of rainfall on aircraft aerodynamics // Progress in Aerospace Sciences. 2014. Vol. 71. P. 85–127. DOI: 10.1016/j.paerosci.2014.07.003.
2. Теплообмен в окрестности точки торможения при сверхзвуковом обтекании тел гетерогенным потоком со скольжением фаз / Василевский Э. Б., Домбровский Л. А., Михатулин Д. С., Полежаев Ю. В. // Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. № 6. С. 925–938. 3. Экспериментальное исследование натекания высокотемпературной струи запыленного газа на преграду / Кудин О. К., Нестеров Ю. Н., Токарев О. Д., Флаксман Я. Ш. // Ученые записки ЦАГИ. 2013. Т. 44. № 6. С. 105–115.
3. Противообледенительные свойства супергидрофобных покрытий на алюминии и нержавеющей стали / Бойнович Л. Б., Домантовский А. Г., Емельяненко А. М., Миллер А. Б., Потапов Ю. Ф., Ходан А. Н. // Известия Академии наук. Серия химическая. 2013. № 2. С. 383–390.
4. Амелюшкин И. А. Критерии подобия и особенности обледенения тел в потоках воздуха, содержащего переохлажденные капли // Ученые записки ЦАГИ. 2023. Т. 54. № 3. C. 22–41.
5. Морозов М. А. Расчетно-экспериментальные исследования гидравлических характеристик трубопроводов систем теплоснабжения с учетом степени гидрофобности функциональных поверхностей: дисс. … канд. тех. наук. М., 2016. 134 с.
6. Stone H. A., Stroock A. D., Ajdari A. Engineering Flows in Small Devices: Microfluidics Toward a Lab-on-a-Chip // Annual Review of Fluid Mechanics. 2004. Vol. 36. P. 381–411. DOI: 10.1146/annurev.fluid.36.050802.122124.
7. Kai Zhang, Hui Hu. An experimental study on the transient runback characteristics of wind-driven film/rivulet flows // Physics of Fluids. 2021. Vol. 33. Iss. 11. Article: 112104. DOI: 10.1063/5.0067672.
8. Ионов Б. П., Грамузов Е. М. Ледовая ходкость судов. СПб.: Судостроение, 2001. 512 с.
9. Aircraft Icing / eds. J. Steuernagle, K. Roy, D. Wrigh. Frederick, MD: AOPA Air Safety Foundation, 2008. 16 p. URL: https://www.aopa.org/-/media/Files/AOPA/Home/Pilot-Resources/ASI/Safety-Advisors/sa11.pdf (дата обращения: 10.02.2024).
10. Амелюшкин И. А., Дружинин О. В. Гидродинамические установки и моделирование сил, действующих на колесо с грунтозацепами, при его качении по воде // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: сборник трудов XXVI Международной научно-технической конференции (Москва, 07 декабря 2022 г.). М.: Мир науки, 2022. С. 13–16.
11. Математические модели и методы расчета процессов, сопровождающих обледенение летательного аппарата / Амелюшкин И. А., Кудров М. А., Морозов А. О., Щеглов А. С. // Труды Института системного программирования РАН. 2021. Т. 33. № 5. С. 237–248. DOI: 10.15514/ISPRAS-2021-33(5)-14.
12. Амелюшкин И. А., Стасенко А. Л. Взаимодействие нанокапель аэрозольного потока с твердым телом // Наноструктуры. Математическая физика и моделирование. 2016. Т. 14. № 2. С. 5–23.
13. Особенности формирования ледяных наростов на симметричном и несимметричном профиле и их влияние на аэродинамические характеристики крыла / Амелюшкин И. А., Павленко О. В., Февральских А. В., Багхдади М. К. // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 24. С. 28–30. DOI: 10.61011/PJTF.2023.24.56867.87A
Рецензия
Просмотров:
139
Послать статью по эл. почте 