На основе новых представлений В. Е. Паниным сформулированы, теоретически и экспериментально обоснованы основополагающие принципы физической мезомеханики: описание деформируемого твердого тела как
иерархически организованной многоуровневой системы, в которой поверхностные слои и
4
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. <...> 47, N-◦ 1
5
УДК 536.24
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ПРИСТЕННОЙ ГАЗОКАПЕЛЬНОЙ СТРУИ В КАНАЛЕ
ПРИ НАЛИЧИИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ПОВЕРХНОСТИ <...> Исследовано влияние испарения капель в пристенной струе на теплоперенос между двухфазным
газокапельным потоком и стенкой при подводе к ней теплового потока. <...> Один из наиболее эффективных способов защиты стенки канала — вдув двухфазного охладителя через тангенциальные щели (пристенные завесы). <...> Основным механизмом
повышения теплозащитных свойств двухфазных газокапельных систем является использование энергии фазового перехода в окрестности стенки. <...> Численные модели позволяют полнее учесть особенности тепло- и
массообменных процессов в пристенных газокапельных струях. <...> В подобной постановке
решается задача тепло- и массообмена в пристенной газокапельной завесе на адиабатической поверхности [3, 4]. <...> При этом расчетные и экспериментальные исследования [1–4, 6, 7] показали
значительное повышение эффективности завесного охлаждения (до 1,5–2 раз) для газокапельной пристенной завесы по сравнению с однофазной завесой при относительно малых
содержаниях жидкой фазы во вдуваемой струе (до 10 % по массе). <...> Исполь∗ в выражении (1) позволяет учесть влияние пристенной струи на теплообмен.
зование TW
Такой подход существенно упрощает решение задачи о комбинированном охлаждении и
широко применяется для анализа теплообмена в различных сложных условиях [10–14]. <...> Тестирование расчетных данных для однофазной газовой завесы. <...> Профиль, полученный с использованием разности температур TW − T0 (линия 2),
лежит существенно выше зависимости (11), что говорит о правомерности <...>
Прикладная_механика_и_техническая_физика_№1_2006.pdf
АКАДЕМИКУ В. Е. ПАНИНУ — 75 ЛЕТ
10 ноября 2005 г. исполняется 75 лет со дня рождения и 50 лет научной и педагогической
деятельности действительного члена Российской академии наук, профессора, доктора
физико-математических наук, научного руководителя Института физики прочности и материаловедения
СО РАН Виктора Евгеньевича Панина.
В. Е. Панин — выдающийся ученый в области физики и механики деформируемого
твердого тела, физического материаловедения, автор более 500 научных трудов, в том
числе 10 монографий. Свою научную деятельность он начал еще студентом физического
факультета Томского государственного университета, который окончил с отличием в
1952 г. С Томским университетом и Сибирским физико-техническим институтом (СФТИ),
где В. Е. Панин проработал четверть века, связана большая часть его жизни. Здесь он
прошел путь от студента до доктора наук, профессора, заведующего отделом, вырос в
крупного ученого-металлофизика, широко известного и признанного в России и за рубежом.
Наиболее
ярко научный и организационный талант В. Е. Панина проявился в системе
академической науки. В 1979 г. он создал и возглавил отдел физики твердого тела и материаловедения
в Институте оптики атмосферы СО АН СССР. Через пять лет на базе этого
отдела В. Е. Панин организовал Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ)
СО РАН, директором которого являлся со дня основания до 2002 г. В 2002 г. В. Е. Панин
постановлением Президиума РАН назначен научным руководителем Института. В 1981 г.
В. Е. Панин избран членом-корреспондентом, а в 1987 г. — действительным членом АН
СССР.
Под руководством В. Е. Панина в ИФПМ СО РАН создано и успешно развивается
новое научное направление—физическая мезомеханика материалов, которое органически
объединяет механику сплошной среды (макроуровень), физику пластической деформации
(микроуровень) и физическое материаловедение. На основе новых представлений В. Е. Паниным
сформулированы, теоретически и экспериментально обоснованы основополагающие
принципы физической мезомеханики: описание деформируемого твердого тела как
иерархически организованной многоуровневой системы, в которой поверхностные слои и
Стр.1
4
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2006. Т. 47, N◦
1
внутренние границы раздела являются самостоятельными подсистемами; определяющая
роль концентраторов напряжений микро-, мезо- и макромасштабных уровней в зарождении
деформационных дефектов различного типа; движение на мезоуровне трехмерных
структурных элементов как целого по схеме сдвиг + поворот; волновой характер распространения
элементарного сдвига со стесненным материальным поворотом; разрушение как
нелинейный волновой процесс глобальной потери сдвиговой устойчивости нагруженного
твердого тела на макромасштабном уровне.
Много сил и энергии В. Е. Панин отдает педагогической деятельности и подготовке
научных кадров. Под его руководством защищено 125 кандидатских диссертаций, 14 его
учеников стали докторами наук.
В. Е. Панин ведет большую научно-организационную работу, являясь членом бюро
Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, советником
Президиума СО РАН, членом Президиума Томского научного центра СО РАН,
членом бюро Объединенного ученого совета по механике и энергетике СО РАН, членом
трех научных советов РАН, членом редколлегии четырех научных журналов, главным
редактором международного журнала “Физическая мезомеханика”.
Результаты исследований В. Е. Панина и руководимых им научных коллективов получили
широкое международное признание. На базе ИФПМ СО РАН в Томске создан международный
центр “Физическая мезомеханика материалов”. Ежегодно ИФПМ СО РАН
совместно с зарубежными партнерами организует в различных странах мира международную
конференцию “Mesomechanics”, сопредседателем Оргкомитета которой является
В. Е. Панин. В 1999 г. он избран иностранным членом Национальной академии наук Беларуси
по специальности “Материаловедение”. В 2002 г. В. Е. Панину в составе коллектива
авторов совместным постановлением НАН Беларуси и Сибирского отделения РАН
присуждена премия имени академика В. А. Коптюга. Заслуги В. Е. Панина отмечены
государственными наградами: медалью “За доблестный труд” (1970 г.), двумя орденами
Трудового Красного Знамени (1981 г., 1986 г.), орденом “За заслуги перед Отечеством” IV
степени (1998 г.). В 2000 г. В. Е. Панину присвоено звание “Почетный гражданин города
Томска”.
Редакционная коллегия журнала сердечно поздравляет Виктора Евгеньевича с юбилеем,
желает ему крепкого здоровья, неиссякаемой творческой энергии и новых больших
успехов в его многогранной деятельности.
Стр.2
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2006. Т. 47, NУДК
536.24
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ПРИСТЕННОЙ ГАЗОКАПЕЛЬНОЙ СТРУИ В КАНАЛЕ
ПРИ НАЛИЧИИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА ПОВЕРХНОСТИ
В. И. Терехов, М. А. Пахомов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: terekhov@itp.nsc.ru, pakhomov@ngs.ru
С единых позиций механики гетерогенных сред в двухскоростном и двухтемпературном
приближении эйлерового подхода разработана модель расчета течения турбулентной
смеси воздуха и взвешенных капель жидкости при их вдуве в пристенную зону. Исследовано
влияние испарения капель в пристенной струе на теплоперенос между двухфазным
газокапельным потоком и стенкой при подводе к ней теплового потока.
Ключевые слова: газокапельная пристенная завеса, двухжидкостная модель, испарение,
неадиабатическая поверхность.
Введение. В связи с постоянным ростом температур рабочей среды в теплонагруженных
элементах энергетических установок поиск новых методов тепловой защиты рабочих
поверхностей является актуальной проблемой аэромеханики и теплофизики.
Один из наиболее эффективных способов защиты стенки канала — вдув двухфазного
охладителя через тангенциальные щели (пристенные завесы). Основным механизмом
повышения теплозащитных свойств двухфазных газокапельных систем является использование
энергии фазового перехода в окрестности стенки.
Несмотря на сложность процесса турбулентного переноса в многокомпонентных системах
в настоящее время достигнут определенный прогресс в разработке методов расчета
двухкомпонентных газокапельных завес [1–4]. Однако имеющиеся интегральные подходы
к теоретическому описанию задачи, развитые в работах [1, 2], основаны на использовании
большого числа упрощающих предположений, требующих детального обоснования. От
большинства недостатков этих подходов свободны модели, основанные на использовании
систем дифференциальных уравнений пограничного слоя для двухфазной и двухкомпонентной
смеси [3–5]. Численные модели позволяют полнее учесть особенности тепло- и
массообменных процессов в пристенных газокапельных струях. В подобной постановке
решается задача тепло- и массообмена в пристенной газокапельной завесе на адиабатической
поверхности [3, 4]. В этих работах основное внимание уделялось изучению влияния
различных факторов (содержания жидкой фазы, параметра вдува, неизотермичности и
диаметра капель) на изменение температуры адиабатной стенки, которая непосредственно
определяет величину параметра тепловой эффективности завесы
ΘT = (T0 −T∗
W)/(T0 −TS).
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке фонда “Ведущие научные школы России”
(грант№НШ-1308.2003.8), Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 05-02-16281а)
и Фонда поддержки отечественной науки (грант для молодых кандидатов наук, 2005).
◦ 1
5
Стр.3