РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУK
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА <...> Конвективные
структуры в тонком слое испаряющейся жидкости, обдуваемом воздушным потоком
3
Андреев В. К., Бекежанова В. Б. <...> Обтекание турбулентным потоком
поперечной каверны с наклонными боковыми стенками. <...> Экспериментальное исследование возвратного течения
в передней отрывной области при пульсационном режиме обтекания тела с иглой . <...> О фрагментации жидких и жидкопластичных сред при нестационарном деформировании . <...> Динамика паровой оболочки вблизи нагретой частицы,
помещенной в жидкость . <...> Эволюция паровой каверны при взрывном вскипании на пленочном
микронагревателе: эксперимент и численное моделирование . <...> Устойчивость прямоугольной плиты при двухосном растяжении . <...> Проектирование поперечно-слоистой консоли минимальной массы при
ограничении на максимальный прогиб . <...> Динамическое деформирование термовязкоупругого стержня треугольного сечения в связной постановке . <...> А Термодинамика упруго-неупругого процесса при конечных деформациях
144
Абзаев Ю. А. <...> Вклад точечных дефектов в температурную аномалию предела текучести
в монокристаллах сплава Ni3 Ge . <...> Расчет напряженно-деформированного состояния
анизотропной пластины с эллиптическим отверстием и тонкими жесткими включениями . <...> Терешковой, 30, редакция журнала
«Прикладная механика и техническая физика»
Тел. <...> М. А. Лаврентьева, 2007
Институт теоретической и прикладной механики, 2007
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. <...> 48, N-◦ 4
3
УДК 532.526; 536.252
КОНВЕКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ
В ТОНКОМ СЛОЕ ИСПАРЯЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ,
ОБДУВАЕМОМ ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ <...> Ключевые слова: конвекция Рэлея — Бенара, сдвиговое течение, конвективные
структуры, температурный пограничный слой, “холодная пленка”. <...> Конвективные валы вблизи поверхности водоемов с масштабом порядка нескольких сантиметров впервые наблюдались <...> В данной работе экспериментально и теоретически исследуются конвективные структуры <...>
Прикладная_механика_и_техническая_физика_№4_2007.pdf
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУK
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
Т. 48
N0
4 (284)
ПМТФ
СОДЕРЖАНИЕ
Реутов В. П., Езерский А. Б., Рыбушкина Г. В., Чернов В. В. Конвективные
структуры в тонком слое испаряющейся жидкости, обдуваемом воздушным потоком
Андреев В. К., Бекежанова В. Б. Конвективная неустойчивость системы горизонтальных
слоев слабосжимаемых жидкостей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Дьяченко А.Ю., Терехов В. И., Ярыгина Н. И. Обтекание турбулентным потоком
поперечной каверны с наклонными боковыми стенками. 2. Теплообмен . . . . . . . . . . . . . .
Запрягаев В. И., Кавун И. Н. Экспериментальное исследование возвратного течения
в передней отрывной области при пульсационном режиме обтекания тела с иглой . .
Насибуллаева Э. Ш., Ахатов И. Ш. Исследование диффузионной устойчивости пузырьков
в кластере . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Архипов Д. Г., Хабахпашев Г. А. Эволюция длинных нелинейных волн на границе
раздела расслоенного течения вязких жидкостей в канале . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стебновский С. В. О фрагментации жидких и жидкопластичных сред при нестационарном
деформировании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Хабеев Н. С., Ганиев О. Р. Динамика паровой оболочки вблизи нагретой частицы,
помещенной в жидкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Варламов Ю. Д., Мещеряков Ю. П., Лежнин С. И., Предтеченский М. Р.,
Ульянкин С. Н. Эволюция паровой каверны при взрывном вскипании на пленочном
микронагревателе: эксперимент и численное моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Локощенко А. М., Назаров В. В. Моделирование влияния диффузии окружающей
среды на длительную прочность полого цилиндра при одноосном растяжении . . . . . .
Шейдаков Д. Н. Устойчивость прямоугольной плиты при двухосном растяжении . . . . .
3
15
23
30
40
49
62
69
79
88
94
Алехин В. В. Проектирование поперечно-слоистой консоли минимальной массы при
ограничении на максимальный прогиб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Мир-Салим-заде М. В. Зарождение трещины в подкрепленной пластине . . . . . . . . . . . . . 111
НОВОСИБИРСК
2007
2007
ИЮЛЬ — АВГУСТ
(Журнал основан в 1960 г. Выходит 6 раз в год )
Стр.1
Гаврилкина М. В., Глаголев В. В., Маркин А. А. К решению одной задачи механики
разрушения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Чернышов А. Д. Динамическое деформирование термовязкоупругого стержня треугольного
сечения в связной постановке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Роговой А. А Термодинамика упруго-неупругого процесса при конечных деформациях
144
АбзаевЮ. А. Вклад точечных дефектов в температурную аномалию предела текучести
в монокристаллах сплава Ni3Ge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Смирнов В. И. Структурный подход в задачах предельного равновесия хрупких тел с
концентраторами напряжений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Максименко В. Н., Зорин С. А. Расчет напряженно-деформированного состояния
анизотропной пластины с эллиптическим отверстием и тонкими жесткими включениями
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Адре с ре да кци и:
630090, Новосибирск, ул. Терешковой, 30, редакция журнала
«Прикладная механика и техническая физика»
Тел. 330-40-54; e-mail: pmtf@ad-sbras.nsc.ru
Зав. редакцией О. В. Волохова
Корректор Л. Н. Ковалева
Технический редактор Д. В. Нечаев
Набор Д. В. Нечаев
Компьютерная подготовка рисунков В. Л. Овсянников
Сдано в набор 04.03.07. Подписано в печать 04.05.07. Формат 60 Ч 84 1/8. Офсетная печать.
Усл. печ. л. 21,9. Уч.-изд. л. 17,5. Тираж 345 экз. Свободная цена. Заказ N◦
209.
Журнал зарегистрирован Министерством печати и информации РФ за N◦
011097 от 27.01.93.
Издательство Сибирского отделения РАН, 630090, Новосибирск, Морской просп., 2.
Отпечатано на полиграфическом участке Ин-та гидродинамики им. М. А. Лаврентьева.
630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 15.
- Сибирское отделение РАН, 2007
c
c
- Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева, 2007
c
- Институт теоретической и прикладной механики, 2007
Стр.2
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2007. Т. 48, NУДК
532.526; 536.252
КОНВЕКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ
В ТОНКОМ СЛОЕ ИСПАРЯЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ,
ОБДУВАЕМОМ ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ
В. П. Реутов, А. Б. Езерский, Г. В. Рыбушкина, В. В. Чернов
Институт прикладной физики РАН, 603950 Нижний Новгород
E-mail: reutov@appl.sci-nnov.ru
Экспериментально и теоретически исследуется развитие конвективных структур в тонком
слое испаряющейся жидкости (этанола), находящемся под турбулентным пограничным
слоем воздушного потока. В экспериментах изучается эволюция структур при
увеличении скорости потока. Обнаружен переход от конвективных ячеек, возникающих
в отсутствие обдувания, к конвективным валам, вытянутым в направлении потока.
Теоретический анализ выполнен в рамках двумерной модели течения в жидком слое.
Граничные условия на поверхности жидкости получены с помощью автомодельных решений
для средних полей в воздушном потоке. Проведено численное моделирование возникновения
и развития периодической системы валов. Выводы теории сопоставляются
с экспериментальными данными.
Ключевые слова: конвекция Рэлея — Бенара, сдвиговое течение, конвективные
структуры, температурный пограничный слой, “холодная пленка”.
Введение. Конвективная неустойчивость, обусловленная испарением с обдуваемой
поверхности жидкости, играет важную роль в геофизических и технических приложениях.
Испарение, наряду с радиационными потерями и градиентным теплопереносом, приводит
к образованию вблизи поверхности водоемов температурного пограничного слоя, иногда
называемого “холодной пленкой” [1–3]. Толщина температурного пограничного слоя зависит
от многих факторов и составляет порядка 1 мм [2, 3]. Конвективные валы вблизи поверхности
водоемов с масштабом порядка нескольких сантиметров впервые наблюдались
А. Х. Вудкоком (см. об этом [3]). Возникновение “холодной пленки” и обусловленные им
конвективные движения изучались путем численного моделирования энергообмена между
океаном и атмосферой [3–6]. Вместе с тем представляет интерес исследование структур,
возникающих в присутствии “холодной пленки” и “ветровых” напряжений на поверхности
жидкости. Интерес к этому вопросу связан также с обсуждением возможности конвективного
механизма ленгмюровских циркуляций [1, 6].
Данная задача может рассматриваться как часть общей проблемы конвекции при наличии
в жидкости сдвиговых течений [7]. В связи с этим следует отметить работу [8],
в которой проводилось экспериментальное исследование конвективных структур в обдуваемом
слое силиконового масла. В данном случае эффекты испарения жидкости были
пренебрежимо малы (обдувание приводило только к появлению сдвигового течения в жидкости),
а инверсное распределение температуры создавалось за счет подогрева жидкого
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код
проекта 04-05-64627).
◦ 4
3
Стр.3