СЕМИНАР ПО МЕХАНИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД

Уважаемые коллеги!

В среду, 6 октября 2010 г., в кинозале Института механики МГУ в 12.00 состоится очередное заседание семинара по механике сплошных сред под руководством А.Г. Куликовского, А.А. Бармина и В.П. Карликова.

Голубкина И.В.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УДАРНЫХ ВОЛН В ЗАПЫЛЕННОМ ГАЗЕ

Исследуются различные эффекты, возникающие при взаимодействии ударных волн в запыленном газе. В первой части рассматривается взаимодействие плоских скачков уплотнения при достаточно высокой массовой концентрации частиц в потоке. Определяются условия, при которых все либо только некоторые из взаимодействующих скачков могут вырождаться в волны с полной дисперсией – волны сжатия, в которых параметры газа не испытывают разрыва.

Во второй и третьей части работы рассматриваются различные случаи стационарного двумерного течения совершенного газа с грубодисперсной примесью, массовая концентрация которой мала. Для нахождения параметров частиц применяется полный лагранжев подход.

Во второй части исследуется эффект аэродинамической фокусировки инерционных частиц за точкой взаимодействия плоских ударных волн. Рассматриваются три различных режима взаимодействия: регулярное симметричное, регулярное несимметричное и маховское симметричное с прямой маховской «ножкой». Показано, что за точкой взаимодействия волн образуется область, в которой траектории частиц пересекаются, а концентрация резко возрастает. Исследуется зависимость ширины области накопления частиц и эффективности фокусировки от определяющих параметров задачи.

В третьей части рассматривается обтекание плоского круглого цилиндра гиперзвуковым потоком запыленного газа при наличии косого скачка уплотнения, падающего на головную ударную волну. Исследуется вопрос, в какой степени присутствие твердых частиц в набегающем потоке может способствовать интенсификации теплообмена вблизи поверхности цилиндра. Распределение параметров газа в ударном слое около цилиндра для частных случаев взаимодействия косого скачка с головной ударной волной III и IV типа находится из численного решения полных уравнений Навье-Стокса. В широком диапазоне параметров, характеризующих среду частиц, найдены распределения параметров частиц, а также получена оценка максимального значения потока энергии частиц к поверхности цилиндра. Установлено, что даже при массовой концентрации частиц в набегающем потоке порядка одного процента частицы вносят существенный вклад в общий тепловой поток. При определенных условиях в потоке могут формироваться высокоскоростные кумулятивные «струи» частиц, которые, попадая на поверхность тела, являются причиной значительного увеличения локальных тепловых потоков со стороны дисперсной фазы.