SCI Библиотека

Целью исследования является оптимизация с помощью математического моделирования геометрии входного сопла в трубе Леонтьева для повышения эффективности газодинамической стратификации в условиях отсутствия внешнего теплообмена. В отличие от существующих подходов, в которых преимущественно рассматриваются сопла Лаваля для ракетных и холодногазовых систем, в данном исследовании впервые анализируются колоколообразные и кольцевые конфигурации сопел в связке с процессом энергоразделения в трубе Леонтьева. Численное моделирование выполнено в программном комплексе ANSYS Fluent с использованием уравнений Навье-Стокса и турбулентной модели Shear Stress Transport. Результаты показывают, что колоколообразное сопло обеспечивает более стабильный сверхзвуковой поток и снижает псевдошоковые потери, а кольцевое сопло, напротив, формирует высокую интенсивность локального перераспределения энергии, сопровождающуюся ростом турбулентных потерь. Полученные результаты подчеркивают важность выбора оптимальной конфигурации сопла для достижения максимальной эффективности работы теплообменных устройств. В заключение сделан вывод о предпочтительности использования колоколообразных сопел в системах, требующих стабильного перераспределения энергии, а также обозначены возможные направления дальнейших исследований. Данные результаты могут быть применены при проектировании систем теплообмена для газотранспортных и энергетических установок.

Представлено исследование траекторий сферической частицы Al2O3 в потоке термической плазмы. На основе двухмерной нестационарной численной модели представлены результаты расчетов траектории движения частиц напыляемого порошка для основных моделей расчета коэффициента лобового сопротивления частиц. Разработанная нестационарная модель позволяет учесть взаимное влияние потока частиц, транспортирующего газа и плазменного потока, генерируемого плазмотроном. Представлены диапазоны применимости моделей. Уточнена зависимость коэффициента лобового сопротивления одиночной частицы в неизотермическом потоке от относительного числа Рейнольдса. Сравнительный анализ численной модели расчета траектории движения частицы с натурными испытаниями показал хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных.

Описан метод определения плотности энергии (мощности) импульсного лазерного из-лучения при введении эталонного материала в оптическую плоскость обработки, что позволяет исключить влияние физико-химических свойств исследуемых материалов. Параметры сфокусированного лазерного пучка определялись при измерении энергии, поглощенной эталоном, и площади пятна облучения, оставшегося на нем после взаимодействия с лазерным пучком. В случае разрушения исследуемого образца остается возможность определения плотности энергии (мощности) воздействующего лазерного излучения. Данный метод может быть применен в области исследования взаимодействия лазерного излучения с веществом, в частности, определения оптической стойкости (прочности) материалов

Представлено исследование коэффициента лобового сопротивления сферической ча-стицы Al2O3 в потоке термической плазмы. Разработана нестационарная модель взаимодействия мелкодисперсной частицы в прямоугольном канале с ламинарным сжимаемым неизотермическим потоком. Выполнен анализ влияния граничных условий на результаты моделирования. На основании результатов параметрического ис-следования определены функциональные зависимости коэффициента лобового сопротивления и числа Нуссельта, необходимые для моделирования технологии плазменного нанесения покрытий