SCI Библиотека

Теория турбулентных течений представляет собой важнейший для практики и одновременно наиболее трудный раздел гидродинамики. Имеющиеся экспериментальные данные о структуре турбулентности являются далеко не полными.

Существующие теории турбулентности делятся на две категории: в первой оперируют осредненными характеристиками потока, который считается квазистационарным (например, в теории пути смешения Прандтля); во второй используют статистические особенности структуры турбулентности (теория Колмогорова).

В работах первого направления удается получить суммарные характеристики потока (напряжение трения и т. д.); работы второго направления пока еще такой возможности не дают, но являются более перспективными, так как опираются на близкую к действительности модель турбулентности.

Теория гиперзвуковых течений — одна из наиболее интенсивно развивающихся в последние годы отраслей аэродинамики, посвященная проблемам, которые возникают при движении тел со скоростями, значительно превышающими скорость звука.

В монографии двух американских ученых главное место уделяется основным положениям теории. В ней излагаются теория малых возмущений, теория тонкого ударного слоя, рассматриваются течения вязкого газа, течения разреженных газов и другие вопросы.

Книга может служить учебником для студентов и аспирантов университетов и технических вузов, она представляет несомненный интерес также для специалистов — механиков, физиков и инженеров.

Книга крупных американских ученых, профессоров Нью-Йоркского университета — фундаментальный классический труд, в котором обобщено большое число теоретических работ по гидродинамике при малых числах Рейнольдса. Материал изложен с единых позиций — от взаимодействия отдельной частицы с потоком до поведения коллектива частиц в потоке. Приводятся необходимые экспериментальные данные; дана обширная библиография.

Книга рассчитана на широкий круг научных работников и инженеров, применяющих гидродинамику в прикладных областях и, в частности, в химической технологии. Она может служить учебным пособием для аспирантов и студентов соответствующих специальностей университетов и различных физико-технических и химических вузов.

Аэроупругость — это область прикладной механики, в которой изучается поведение упругих тел в потоке газа. Книга Я. Ц. Фына посвящена линейной теории колебаний различных элементов конструкции самолета, подверженных действию аэродинамических сил, в до- и сверхзвуковом потоке. Такая постановка задачи позволяет определить критическую скорость, превышение которой приведет к разрушению конструкции.

Книга основана на обширном библиографическом материале и в известной степени подытоживает многочисленные англо-американские результаты. В книге исследуются дивергенции плоскостей, реверс элеронов, двухмерные теоретические фильтры, чувствительность самолета к порывам ветра, дано применение преобразований Лапласа к задачам о флаттере и чувствительности, а также развит оригинальный метод в приложении к аэроупругости для анализа аэродинамических сил, действующих на тонкие профили при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Приведены результаты некоторых экспериментов.

Монография Я. Ц. Фына наряду с математическими исследованиями содержит и физический анализ задач. Она будет полезна научным работникам и студентам, знакомым с основами теории колебаний и прикладной аэродинамики.

Вторая часть курса лекций включает в себя введение и четыре из семи разделов курса «Турбулентность: модели и подходы» (три первых раздела: «Основы», «Хаос в динамических системах» и «Полуэмпирические модели» вошли в первую часть курса). В четвертом разделе излагаются модели однородной и изотропной турбулентности, начиная с серии Колмогорова и кончая современными моделями перемежаемости в развитой турбулентности. Пятый раздел посвящен некоторым оригинальным турбулентным потокам. Рассмотрены особенности низкочастотной турбулентности наэлектризованного струйного течения и поведения турбулентности в инерционных интерфейсов.

В шестом разделе излагаются модели, основанные на применении специальных функциональных базисов, названных неиерархическими, и дается краткое изложение вейвлет-анализа и его применения в класификации гидродинамических систем. Наконец, седьмой раздел посвящен каскадным моделям турбулентности и простейшим моделям развития турбулентности, доказавшим свою эффективность в моделировании свойств турбулентного типа поведения в инерционных интервалах при очень высоких числах Рейнольдса.

Для студентов и аспирантов физико-математических специальностей.

Турбулентная среда, в частности атмосфера, представляет собой оптически неоднородную среду, в которой показатель преломления испытывает беспорядочные флуктуации.

При распространении электромагнитных и звуковых волн через неоднородную среду имеют место такие эффекты, как рассеяние волн, возникновение флуктуаций амплитуды, направления распространения и других параметров волны. Многие из этих эффектов оказываются существенными для ряда практических задач, связанных с распространением ультрокоротких радиоволн и света через атмосферу.

Книга посвящена изложению теории распространения волн в среде со случайным неоднородным показателем преломления, а также анализу экспериментальных данных по распространению радиоволн, света и звука в атмосфере.

Она предоставляет радиофизикам и оптикам универсальные методы расчета различных характеристик сред и параметров волн, прошедших через такие среды. Отдельная глава посвящена использованию методов теории радиоволн и волновой оптики для расчета высокочастотных электромагнитных полей в задачах классической физики.

Первая часть курса лекций включает в себя введение и три из семи разделов курса «Турбулентность: модели и подходы». Первый раздел содержит базовые сведения из механики жидкости, необходимые для дальнейшего изложения.

Второй посвящен вопросам, связанным со стохастическим поведением маломодовых систем гидродинамического типа. В третьем разделе выводятся уравнения для статистических моментов пульсаций скорости и дается краткий обзор моделей, используемых для их замыкания.

Турбулентная среда, в частности атмосфера, представляет собой оптически неоднородную среду, в которой показатель преломления испытывает беспорядочные флуктуации.

При распространении электромагнитных и звуковых волн через неоднородную среду имеют место такие эффекты, как рассеяние волн, возникновение флуктуаций амплитуды, направления распространения и других параметров волны. Многие из этих эффектов оказываются существенными для ряда практических задач, связанных с распространением ультрокоротких радиоволн и света через атмосферу.

Книга посвящена изложению теории распространения волн в среде со случайным неоднородным показателем преломления, а также анализу экспериментальных данных по распространению радиоволн, света и звука в атмосфере.

Она предоставляет радиофизикам и оптикам универсальные методы расчета различных характеристик сред и параметров волн, прошедших через такие среды. Отдельная глава посвящена использованию методов теории радиоволн и волновой оптики для расчета высокочастотных электромагнитных полей в задачах классической физики.

Рассматриваются актуальные проблемы компьютерной радиационной аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов, предназначенных для исследования планет Солнечной системы и возвращения на Землю.

Изложены вычислительные модели радиационной газовой динамики, положенные в основу двухмерного и трехмерного компьютерных кодов NERAT (Non-Equilibrium Radiation Aero Thermodynamics), разработанных в ИПМех РАН.

Обсуждаются особенности применения многотемпературных моделей химически неравновесных гиперзвуковых потоков к решению пространственных задач аэротермодинамики космических аппаратов.

Особое внимание уделено проблеме расчета инфракрасного селективного излучения и свечения плазмы тепловых щитов одноразовых и многоразовых аппаратов, входящих в плотные слои атмосферы.

Представлены результаты расчетов двухмерных и трехмерных расчетов аэротермодинамики спускаемых аппаратов разных классов, предназначенных для возвращения на Землю и для полета на Марс.

Представлена вычислительная модель газодинамических и электрозазрядных процессов в гиперзвуковых потоках разреженного газа с давлением порядка нескольких Тор, основанная на двумерных уравнениях Навье-Стокса и на диффузионно-дрейфовой модели электрического разряда в приближении квазинеравновесной плазмы с учетом внешнего магнитного поля и индукций выше 0.1 Т. Обсуждаются результаты численного моделирования ряда задач, представляющих практический интерес для управления процессом разогрева гиперзвукового потока над поверхностью с разрядом.

Рассмотрены задачи о взаимодействии неравновесного газового потока с поверхностью, на которой стационарно горит поверхностный разряд постоянного тока с заданной конфигурацией электродного слоя и направлением магнитного поля. Изучался случай локальной накачки разрядной секции и влияния индукции магнитного поля.

Даны результаты исследования структуры гиперзвукового потока в плоском канале, на противоположных поверхностях которого помещены электроды, поддерживающие разряд постоянного тока. Особое внимание уделено изучению структуры гиперзвукового потока в плоском канале, между двумя шеровхолстыми электродами которого поддерживается объемная мощность в разреженной газовом потоке в внешнем магнитном поле.