Колебания потока в разветвленных каналах

• Автор: Зарипов, Динар Ильясович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Содержание:
Введение
Глава 1. Проблема прогнозирования колебаний потока в разветвленных каналах
1.1. Моделирование дозвуковых потоков в круглых разветвленных каналах
1.2. Процессы, протекающие в области разветвления трубопроводов
1.3. Краевые условия
1.4. Численные схемы решения уравнений гидродинамики
1.5. Цель работы и постановка задач
Глава 2. Экспериментальное оборудование и методика экспериментальных исследований
2.1. Экспериментальная установка
2.2. Средства измерения и их применение
2.3. Методика проведения исследований и обработки результатов измерений
2.4. Оценка погрешности измерений физических величин
Глава 3. Расчетная методика моделирования течения газа в разветвленных Т-образных каналах
3.1. Система уравнений для моделирования нестационарных течений в разветвленных каналах
3.1.1. Уравнения, описывающие нестационарное течение газа в круглых трубах
3.1.2. Уравнения, описывающие движения газа в длинноволновом
приближении
3.1.3. Осредненное по сечению движение газа
3.1.4. Уравнения, описывающие нестационарное движение газа в разветвленных каналах 59 '
3.2. Условия присоединения боковой канала
3.3. Моделирование граничных условий
3.4. Используемые численные схе1ы интегрирования
3.5. Апробация разработанного метода моделирования нестационарных процессов в разветвленном Т-образном канале
Глава 4. Влияние численной схемы интегрирования и разностной сетки на
амплитуду установившихся колебаний в прямых каналах
Глава 5. Резонансные колебания в разветвленных каналах
Основные результаты и выводы
Список используемой литературы
Введение
Актуальность работы. Во многих технических (трубопроводный транспорт, теплообменные аппараты) и живых (кровеносная и дыхательная) системах можно встретить нестационарное движение газа или жидкости в разветвленных каналах. В качестве положительных эффектов влияния нестационарности в технике можно выделить интенсификацию теплообмена в различных теплообменных аппаратах [27]. К негативным последствиям можно отнести повышение погрешности измерительного оборудования при учете энергорёсурсов [46]. Поэтому разработка методов моделирования нестационарных течений в трубопроводных системах, позволяющих получить достоверные результаты за короткое время, что является одним из определяющих факторов при разработке сложных инженерных систем, имеет большое прикладное значение, являющееся одним из определяющих факторов общего времени разработки сложных технических систем, актуальна для многих инженерных приложений.
Сочетание математического моделирования с физическими экспериментами позволяет оптимизировать процесс проектирования и получить наиболее полное представление о протекающих в этих системах процессах. Однако, несмотря на привлекательность применения математического моделирования, такой подход ограничен вычислительными ресурсами ЭВМ. Поэтому при моделировании часто прибегают к допущениям, результатом которых является упрощение математической модели, позволяющее решить исходную физическую задачу, но с меньшими вычислительными затратами. Наиболее разумными упрощениями являются, например, переход к двумерной модели течения при исследовании обтекания цилиндра или профиля крыла или к одномерной - при исследовании течений в длинных круглых трубах. В настоящее время имеется обширная литература, посвященная выбору одномерной математической модели для различных частных режимов течений. Однако эти модели не описывают весь спектр задач, среди которых можно выделить пульсирующие течения с характерной неравномерностью профиля скорости. Интерес к понижению

частотном диапазоне с учетом частотной характеристики измерительного микрофона (рис. 2.4). Характеристика микрофона ограничивает частотный диапазон измерения колебаний давления от 5Гц до 20000Гц.
Рис. 2.3. Устройство (а) и общий вид (б) конденсаторного микрофона: 1 - металлическая мембрана; 2 — неподвижный электрод; 3 - металлический корпус; 4 - изолятор; 5 - отверстия для выравнивания статического давления.
Dotted Curve Shows Typical Response

Upper: Free-fleld Response O' Sound Incidence
Middle: Diffuse-ficld Respond
, ..-л r--------------------,—
- Lower: Minimum Response

Рис. 2.4. Частотная характеристика микрофона 4961.
Перепад статического давления в двух сечениях рабочего участка измерялся многофункциональными измерителями давления ПРОМА-ИДМ. Внешний вид прибора показан на рис. 2.5. В качестве чувствительного элемента в приборе