Розроблено модель трубопроводу з рідиною, що тече, при його обертанні навколо повздовжньої осі. В рамках нелінійної моделі трубопроводу з рідиною, основаної на розгляді мішаного (ейлерово-лагранжевого) характеру опису руху пружної і рідинної компонент, від центрових сил, сил внутрішнього тиску рідини, реактивних сил, сил Коріоліса і поздовжнього стиску трубопроводу побудовано нелінійну скінченновимірну модель динаміки трубопроводу з рідиною в амплітудних параметрах збудження форм коливань трубопроводу з рідиною, що перебуває в стані спокою. Досліджено зміну частот коливань трубопроводу від параметрів руху рідини і кутової швидкості обертання трубопроводу. На основі визначення критичних швидкостей визначені діапазони прояву до- і закритичних режимів. Проналізовано вплив пульсацій швидкості течії рідини на динамічну поведінку трубопроводу як в докритичному, так і в закритичному діапазонах швидкостей течії. Показано, що збільшення швидкостей течії (як середньої, так і пульсаційної складової) призводить до зростання частот і амплітуд коливань трубопроводу.

The expediency of using "dry" cooling systems for technological products is considered. The expediency of using flat-oval tubes with incomplete finning as heat exchange surfaces of air coolers is shown. The transfer of the operating mode of air coolers to the operating mode with the fans turned off during a certain time of the year is substantiated. Installation of an additional exhaust tower can lead to energy savings for the fan drive up to 55 %. The technique of numerical modeling and experimental study of the flow structure in a package of flat-oval tubes with incomplete finning under natural draft conditions is presented. Experimental studies and computational fluid dynamics (CFD) - modeling of the flow structure and averaged velocity fields in a package of flat-oval tubes with incomplete finning under natural draft conditions are carried out. The obtained numerical and experimental distributions of velocities and temperatures near the surface of the tubes and in the wake behind them give an idea of the features of the flow around the tubes and the effect of the flow structure on the intensity of their heat transfer. It was found that the hydrodynamic flow pattern in a stack of flat-oval tubes according to the results of CFD modeling corresponds to the classical concepts of hydrodynamics. The absence of a part of the finning in the aft part of flat-oval tubes with incomplete finning, where the formation of the aft circulation zone is observed, is substantiated. The verification of the CFD modeling data and the data of the experimental study on the determination of the average velocities and temperatures in the flow behind the pack of flat-oval tubes with incomplete finning is carried out. The verification results indicate that the average numerical simulation error does not exceed 18 %. It is shown that to determine the optimal, from the point of view of heat transfer, geometric parameters of a number of flat-oval tubes under natural draft conditions, it is advisable to use CFD modeling.

Представлено результати дослідження процесу теплообміну при змішаній конвекції в вертикальному пористому мікроканалі. Дана оцінка впливу параметрів середовища на теплообмін при сталому русі теплоносія.

Поставлено задачу комп'ютерного моделювання динаміки пружних спіральних труб з внутрішніми потоками киплячої рідини. Запропонована модель руху згустків неоднорідною киплячій рідини. Методика чисельного рішення побудованих рівнянь розроблена на основі методів чисельного інтегрування за часом і методу початкових параметрів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.311 + В253.320.221

Рубрики:

Гідро- і аеродинамічні труби

Течія ламінарна. Середовище рідина < Гідродинаміка >

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Одной из немаловажных задач науки и техники является исследование поведения трубопроводов при переходных режимах течения жидкости в окрестности критических скоростей движения жидкости. Особое внимание уделяется поведению системы при приближении к критическим скоростям течения, когда наблюдается потеря устойчивости прямолинейной формы трубопровода, что может привести к разрушению трубопровода. Поэтому, с точки зрения больших стоимостей таких объектов и возможных негативных последствий в случае разрушения трубопроводов, возникает вопрос разработки эффективных методов математического моделирования системы трубопровод-жидкость в линейном и нелинейном диапазонах изменений параметров системы. Рассмотрена задача о движении трубопровода с текущей жидкостью. Исследуются колебания системы в нелинейном диапазоне возмущений. Для разных способов крепления трубопровода осуществлен анализ влияния нелинейных механизмов и сил Кориолиса на перераспределение энергии между формами колебаний системы. Показано, что по своему вкладу силы Кориолиса доминируют в перераспределении энергии между формами колебаний. Отмечено, что в случае свободного края совокупное действие сил Кориолиса и нелинейных механизмов проявляется больше всего. Разработанная модель достаточно универсальна и может применяться для исследования многих прикладных задач динамики трубопроводов, находящихся в переходных режимах движения. Важными результатами являются анализ влияния и природы различных нелинейных механизмов, исследования различных режимов течения жидкости и возможности применения закона течения для демпфирования колебаний.

Запропоновано математичну модель для опису перехідних процесів течії газу в довгому трубопроводі, які виникають за його локальної розгерметизації. Дослідження проведено в ізотермічному наближенні для різних моделей зовнішнього керування течією. На основі отриманих числових розв'язків відповідних крайових задач динаміки газу в трубопроводі досліджено параметри течії, які можна визначати емпірично і використовувати як вхідні дані для обернених задач ідентифікації витоків з магістральних газопроводів.

Вивчено задачі про великі деформації товстостінної труби під дією тиску рухомої рідини. Створено математичну модель процесу. Поведінка матеріалу труби описувалась моделлю Муні. Проведено аналіз області допустимих значень параметрів. Встановлено зв'язок між характером течії рідини та деформуванням труби.

Наведено результати CFD моделювання теплообміну за умов висхідної течії надкритичної води у вертикальних гладких трубах за зміни в широких межах масової швидкості і теплового потоку на стінці каналу. Наведено результати зіставлення експериментальних і розрахункових даних для різних режимів теплообміну - покращеного, нормального і погіршеного. Виконано аналіз результатів CFD моделювання щодо просторового розподілу фізичних властивостей надкритичної води.

Вперше надано кількісне визначення експериментально відомого усталеного кругового потоку Прандтля (1949), який виникає під час кругової хвилі в контейнері. Потік пов'язується з сумарним ефектом (псевдо-) імпульса крізь меридіональну площину та усередненою хвильовою ейлерівською течією, яка описується рівнянням Крейка - Лейбовича. Побудована аналітична нев'язка теорія підтверджується існуючими експериментальними даними.

Сформульовано прямі й обернені задачі для методу ідентифікації витоку у довгому газопроводі за стаціонарних умов на основі даних моніторингу тиску на його вході, виході та декількох внутрішніх контрольних точках. Розроблено алгоритми розв'язування сформульованих задач і проведено їх числове дослідження. Запропоновано методики виявлення витоку, визначення його інтенсивності та місця розгерметизації на основі даних моніторингу. Проведено кількісну оцінку точності запропонованих методик.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.311

Рубрики:

Гідро- і аеродинамічні труби

Шифр НБУВ: Ж25086 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлен способ определения профильного сопротивления профиля крыла в аэродинамической трубе малых дозвуковых скоростей Т-1 Харьковского национального университета Воздушных Сил. Проведен, основанный на теореме импульсов, расчет сопротивления профильного тела в потоке. Описан принцип действия интегрирующей гребенки и приведен результат ее экспериментального исследования в аэродинамической трубе.

Проведено експериментальне дослідження теплообміну та гідравлічного опору за поперечного обтікання п'ятирядного пучка труб із поверхневими заглибинами у формі усіченого конусу. Одержано залежності щодо коефіцієнтів теплообміну та числа Ейлера від числа Рейнольдса, запропоновано критеріальні співвідношення. Визначено фактори інтенсифікації теплообміну, підвищення опору та параметра аналогії Рейнольдса.

Розглянуто реалізацію пружної і в'язкопружної задач для тришарових циліндричних труб з ізотропних і функціально-градієнтних матеріалів (ФГМ), розв'язок яких зводиться до системи лінійних алгебричних рівнянь. Для розв'язання розглянутих задач (розрахунку напружно-деформованого стану) розроблено автоматизовану методику та створено програмний модуль. Досліджено напружено-деформований стан тришароватої циліндричної труби з полімерів для теплопостачання, що знаходиться під дією внутрішнього тиску. Для в'язкопружних задач розроблено програму в середовищі Delphi, яка надає змогу реалізовувати розрахунок напружень і деформацій для труб з композитів, використовуючи принцип Вольтера. Розроблено алгоритм і створено програму, що реалізує розрахунок напружень і переміщень для труби з функціонально-градієнтного матеріалу в податливій оболонці з теплоізоляцією.

У зв'язку з дослідженням поширення пульсових хвиль в артеріях, в роботі вивчено дисперсію хвиль в заповнених в'язкою нестисливою рідиною трубках із нестисливого в'язкопружного матеріалу, поведінка якого відповідає моделі Зенера. Вважається, що рідина однорідна та ньютонівська, а її рух вісесиметричний. Трубка вважається товстостінною, а її зовнішня поверхня нерухома, що відповідає глибоким артеріям, які закріплені до кісток, м'язів та інших тканин. Поширення вісесиметричних хвиль у в'язкій нестисливій рідині описується рівняннями Нав'є - Стокса, а нестисливої стінки - рівняннями класичної теорії в'язкопружності. Залежність механічних властивостей стінки від частоти описується трьохелементною релаксаційною моделлю. Розв'язок розшукується у вигляді нормальної моди. Використовуючи умови неперервності компонент швидкостей і напружень на границі рідина-стінка та відсутність переміщень на зовнішній стінці трубки, одержано дисперсійне рівняння та досліджено його розв'язки. Числове моделювання проведено для параметрів моделі, які відповідають здоровій і та патологічно зміненій стінці артерій. Показано, що у патологічно змінених артеріях швидкості різних гармонік суттєво відрізняються, а у здорових - відрізняються несуттєво.

Выполнено экспериментальное исследование и компьютерное моделирование гидродинамики и теплоотдачи гладкостенной трубы и трубы с интерцепторами, установленными поочередно то на правой, то на левой части наружной поверхности при обтекании их воздухом. Показано, что введение искусственной трехмерности течения приводит к интенсификации теплоотдачи в исследованном диапазоне скоростей обтекания.

Вивчено особливості поведінки прямолінійного трубопроводу з протікаючою рідиною в прикритичному і закритичному діапазонах швидкостей течії рідини. На основі моделі, що враховує 4 форми коливань і сили Коріоліса, досліджено діапазони стійкості прямолінійної форми коливань. Встановлено нові динамічні режими поведінки трубопроводу в закритичній області. Числове моделювання задачі в межах нелінійної дванадцятимодової моделі підтвердило встановлені якісні результати. Показано також специфіку дій сил Коріоліса в закритичній області течії рідини в трубопроводі.

Приводятся результаты CFD-моделирования течения и теплообмена восходящих потоков воды в гладких трубах при сверхкритических давлениях. Представлены данные, касающиеся двумерной картины локальных теплофизических характеристик исследуемых процессов. Рассматриваются особенности движения фронта псевдокритического перехода. Приводятся результаты методических исследований по верификации моделей турбулентности.

На базі побудованих авторами біортогональних поліномів досліджено стійкість запропонованого методу розв'язування задач математичної фізики, зокрема, для розрахунку нестаціонарного руху газу в трубопроводах. Досліджено спосіб розв'язування задачі за методом розділення змінних в базисі біортогональних поліномів. Рішення задачі побудовано у вигляді суми ряду біортогональних і квазіспектральних поліномів. Проведено порівняльний аналіз рішення для різних значень параметрів. Вивчено вплив параметрів методів, зокрема порядку часткової суми, розрядної сітки та похибки обчислення на точність одержаного розв'язку. Результати обчислень наведено у вигляді таблиць.