Опыт визуализации нестационарного обтекания тел с использованием метода водородных пузырьков

Исследование спектров обтекания осуществляется экспериментальным методом. В работе обобщен опыт авторов по проектированию, построению и использованию гидродинамических установок для визуализации течений жидкости или газа с использованием водородных пузырьков, получаемых электролизом воды. Рассмотрены конструкция вертикальной гидродинамической трубы, технология изготовления экспериментальных моделей, устройство и назначение основного оборудования. Описана методика проведения исследований. Приведены результаты исследований, позволяющих оценить возможности экспериментального оборудования и получить представление о физических процессах обтекания тел, которые изменяют кинематические параметры движения в набегающем потоке по заданному закону. Предлагаемые методы исследований и экспериментальное оборудование отличаются оригинальностью и позволяют изучать особенности макроструктур обтекания тел сложной геометрических форм и законов движения.

Литература

[1] Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. Москва, Мир, 1986. VanDyke. An Album of Fluid Motion. Parabolic Press, 1982.

[2] Пономарев А.В., Гузеев А.С., Тюшкевич В.А. Методы визуализации обтекания тел в судостроительном эксперименте. Ленинград, ЦНИИ «Румб», 1987. 114 с.

[3] Clutter D.B., Smith A.M. Flow visualization by electrolysis of water. Aerospace Engineering, 1961, № 2, pp. 24–27.

[4] Asanuma T., Takeda S. A study on the flow visualization by the Hydrogen-Bubble Method. Bulletin of JSME, 1965, vol. 8, no. 32, pp. 599–608.

[5] Davis W., Fox R.W. An Evaluation of the Hydrogen Bubble Technique for the Quantitative Determination of Fluid Velocities Within Clear Tubes. Journal of Basic Engineering, 1967, vol. 89, pp. 771–777, doi: 10.1115/1.3609701

[6] Пивкин Е.Я., Черемухин Г.А. Гидравлическая труба «игрушка» или инструмент. Техника воздушного флота, 2002, № 5, с. 13–16.

[7] Dargahi D. The turbulent flow field around a circular cylinder. Experiments in Fluids, 1989, no. 8, pp. 1–12, doi: 10.1007/BF00203058

[8] Головкин М.А., Головкина Е.В. Визуализация структур течения в окрестности моделей летательных аппаратов в гидродинамической трубе малых скоростей (самолетные аэродинамические компоновки) Flow Structure Visualization near Aircraft Models in Low-Speed Water Tunnel (Aircraft Aerodynamic Configurations). Труды МАИ, Tpudy MAI, 2016, № 90, с. 5. URL: http://www.trudymai.ru/published.php?ID=74692&eng=N (дата обращения 15 марта 2019).

[9] Авраменко М.Я., Винокуров А.С., Ермолаев В.А., Кривель С.М., Разуваев Д.В. Экспериментальные исследования вращающихся в набегающем потоке плохообтекаемых тел в гидродинамической трубе. Сб. науч. тр. адъюнктов и соискателей, 2002, вып. 7. Иркутск, ИВАИИ, с. 72–74.

[10] Горяинов А.М., Заволженский А.Е., Кривель С.М. Исследование спектров обтекания вращающихся в набегающем потоке плохообтекаемых объектов. 24 Российская школа по проблемам науки и технологий, посвященная 80-летию со дня рождения академика В.П. Макеева. Тез. докл., Миасс, МСНТ, 2004. 36 с.

[11] Горяинов А.М., Заволженский А.Е., Кривель С.М. Опыт использования визуализации течений в гидродинамических исследованиях. Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири. Сб. науч. тр., Иркутск, Изд-во БГУЭП, 2005, с. 226–232.

[12] Горяинов А.М., Заволженский А.Е., Кривель С.М. Опыт визуализации течений в гидродинамических исследованиях методами водородных пузырьков и красок. Голография: фундаментальные исследования, инновационные проекты и нанотехнологии. Матер. 26 школы по когерентной оптике и голографии, Иркутск, Папирус, 2008, с. 241–245.

[13] Акулов О.В., Кривель С.М. Моделирование течений в гидродинамических исследованиях с использованием метода водородных пузырьков. Информационные системы контроля и управления в промышленности и на транспорте. Сб. науч. тр., Иркутск, ИрГУПС, 2009, вып. 16, с. 20–27.

[14] Кулашев М.Ф., Шахов В.Г., Чапаев В.Ф. Камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости. А. с. 726456 СССР, 1980, бюл. № 13.

[15] Корнилов В.И. Пространственные пристенные турбулентные течения в угловых конфигурациях. Новосибирск, Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 399 с.

[16] Hydrogen Bubble Flow Visualization Unit. URL: http://www.edibon.com/ru/area/8-fluid-mechanics/8-4-flow-visualization (дата обращения 24 февраля 2019).