Практикум по лабораторной работе содержит теоретическое введение и задачи для самостоятельного исследования студентами по моделированию основных физических параметров динамики полёта для некоторых массовых типов пассажирских и грузовых авиалайнеров в условиях неустойчивостей, вызванных внешними воздействиями на большой высоте. Для построения модели предполагается использование фактических данных по аэродинамике данных самолётов, а также параметров, имевших место в реальных аиапроисшествиях. Пособие предназначено для использования в рамках курсов «Вычислительная физика», «Методы математического моделирования», читающихся студентам ННГУ.
Изложены теоретические и прикладные вопросы аэродинамики летательных аппаратов. Приведены сведения из кинематики и динамики газов; даны основные уравнения аэродинамики, аналитические и численные методы расчета вихревых, потенциальных, плоских, пространственных и вязких течений. Рассмотрены теории скачков уплотнения; изоэнтропических, отрывных течении; пограничного слоя. Предложены практические задачи по определению аэродинамических характеристик летательных аппаратов и их элементов, даны понятия гистерезисных и нестационарных явлении в аэродинамике, представлены методы экспериментального моделирования процессов обтекания.
Содержание пособия соответствует курсам лекций, которые авторы читают в МГТУ им. Н. Э. Баумана.
Для студентов технических университетов, слушателей военных академий, а также аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области ракетно-космической техники.
Представлены результаты расчетно-теоретического исследования гиперзвукового обтекания двух пространственных моделей высокоскоростных летательных аппаратов сложной формы. Расчеты выполнены с использованием программного комплекса для численного моделирования аэротермодинамики и аэродинамики интегрально-компоновочных гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) прямоточным воздушно-реактивным двигателем.
Разработка программного комплекса проведена сотрудниками в Институте проблем механики им. А.Ю.Ишлинского РАН (ИПМех РАН). Выбор конфигураций ГЛА произведен на основе проектов демонстрационных гиперзвуковых летательных аппаратов, активно летавших в 2004 по 2013 г. Испытания проводились при помощи взлетной ракеты-носителя и финишировали с использованием аэродинамического торможения.
В число рассматриваемых вариантов обтекания ГЛА X-43 и Х-51 исследуются возможности разработки аэродинамической компоновки для двух макетных моделей интегрально-компоновочных летательных аппаратов; в работе исследуются характеристики чувствительности данных, полученные для численного моделирования гиперзвукового обтекания.
Для задач моделирования течения идут вопросы формирования обтёкающих потоков вокруг зоны планеров; в данной работе исследуется также совместное воздействие региональных характеристик перепада давления по крыльям указанных характерных форм. Описан подход к исследованию внешних условий крейсерского полета и эффективных значений числа Маха с учетом динамики полетных условий. Проведено сопоставление результатов с экспериментальными данными.
Монография примыкает к книге автора: Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи аэроупругости. — М.: Наука, 1976. Изучены переходные процессы в системах «оболочка — жидкость» и эхо-сигналы в жидкости от деформируемых оболочек.
Отдельный раздел посвящен проблемам гидродинамики кровообращения, относящимся к биофизике. Исследуется поведение оболочек в безотрывном потоке газа (дивергенции, флаттеры и в сверзвуковых потоках газа) и при срывных течениях (бафтинг, головые колебания, галопирование). Рассматривается воздействие атмосферной турбулентности на инженерные сооружения. Даны обзор численных и экспериментальных методов в задачах гидроупругости. Исследуются обратные задачи аэроупругости, связанные с идентификацией параметров среды и видов воздействий.
Книга рассчитана на научных работников, специализирующихся в различных областях механики сплошной среды, аспирантов, студентов старших курсов университетов и вузов, инженеров в области авиастроения, судостроения, машиностроения и строительных конструкций.
В монографии рассматриваются математические модели в следующих научно-прикладных задачах:
гидродинамические процессы в нефтеносных пластах и задачи вытеснения высоковязкой нефти горячей водой и паром;
гидродинамические процессы в оползневых и селеопасных склонах и вопросы устойчивости горных склонов.
Для решения широкого круга математических моделей применяются аналитические, приближенно – аналитические и известные численные методы: метод конечных элементов и метод крупных частиц.
Предназначена для научных и инженерно-технических работников, аспирантов, специализирующихся в области гидродинамики.
Книга представляет собой сборник задач для тестирования гидрокодов, предназначенных для моделирования широкого класса ударноволновых течений многокомпонентной среды. Рассматриваются следующие области физики: газодинамика, упругопластика, разрушение материалов, детонация и горение взрывчатых веществ, теплопроводность, турбулентное перемешивание и магнитная гидродинамика. Для большинства задач приводятся примеры их моделирования по коду ЭГИДА, в приложении дается краткое описание разностных схем кода. Сборник предназначен для научных работников, занимающихся разработкой разностных схем, гидрокодов и их тестированием, а также моделированием различных задач по известным кодам. Кроме того, он может быть полезен при обучении студентов и аспирантов соответствующих специальностей.
Учебно-методические пособие предназначено для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторной работы «Численное моделирование ламинарного течения в круглой трубе» по дисциплине «Механика жидкости и газа». Методические указания предназначены для моделирования ламинарного течения в круглой трубе. Подробно описан алгоритм гидродинамического моделирования ламинарного течения в круглой трубе в программном комплексе «STAR CCM+». Представлена методика получения расходно-перепадной характеристики и профиля скорости для моделирования течения в круглой трубе. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Энергетическое машиностроение».
