Модель отскока и рассеяния несферических частиц при высокоскоростном взаимодействии с обтекаемой поверхностью
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 20-08-00711
Панфилов С.В.1, Циркунов Ю.М.1
1Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. маршала Д.Ф.Устинова, Санкт-Петербург, Россия
Email: panfilov_sv@rambler.ru, yury-tsirkunov@rambler.ru
Поступила в редакцию: 24 декабря 2021 г.
В окончательной редакции: 7 февраля 2022 г.
Принята к печати: 8 февраля 2022 г.
Выставление онлайн: 22 марта 2022 г.
Предложена новая модель ударного взаимодействия твердых несферических частиц с поверхностью для диапазона скоростей удара, типичных при полете летательных аппаратов в запыленной атмосфере. Модель основана на законах механики и эмпирических данных о коэффициенте восстановления нормальной составляющей скорости. Касательный импульс силы при взаимодействии частицы с поверхностью считается пропорциональным как нормальному импульсу, так и средней касательной скорости точки контакта частицы за время удара. Ориентация частиц относительно поверхности предполагается случайной. Численно исследован отскок частиц различной формы при варьировании параметров формы и смеси частиц. Получены статистические характеристики отскока и рассеяния отраженных частиц. Сравнение с известными экспериментальными данными результатов расчетов средних значений нормальной и касательной компонент скорости центров масс частиц в плоскости удара в момент отскока для смеси частиц различной формы показало их хорошее согласие. Ключевые слова: дисперсные частицы, трехмерная модель ударного взаимодействия с поверхностью, численное исследование, статистические характеристики отскока и рассеяния, сравнение в опытными данными.
- Р.И. Нигматулин. Динамика многофазных сред (М., Наука, 1987), ч. 1. [R.I. Nigmatulin. Dynamics of Multiphase Media (Hemisphere, NY., 1990), v. 1.]
- А.Ю. Вараксин. ТВТ, 56 (2), 282--305 (2018). [A.Yu. Varaksin. High Temperature, 56 (2), 275--295 (2018)]
- W. Tabakoff, M.F. Malak, A. Hamed. AIAA J., 25 (5), 721--726 (1987)
- M. Sommerfeld, S. Lain. Powder Technology, 332, 253--264 (2018)
- H. Sommerfeld, Ch. Koch, A. Schwarz, A. Beck. Wear, 470--471, 203626 (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/ j.wear.2021.203626
- B.V.R. Vittal, W. Tabakoff. AIAA J., 25 (5), 648--654 (1987)
- Ю.М. Давыдов, И.Х. Еникеев, Р.И. Нигматулин. ПМТФ, 31 (6), 67--74 (1990). [Yu.M. Davydov, I.Kh. Enikeev, R.I. Nigmatulin. J. Appl. Mech. Tech. Phys., 31 (6), 860--867 (1990).]
- Д.Л. Ревизников, И.Э. Иванов, А.В. Способин. ТВТ, 56 (6), 968--974 (2018). [D.L. Reviznikov, A.V. Sposobin, I.E. Ivanov. High Temperature, 56 (6), 884--889 (2018).]
- S. Matsumoto, S. Saito. J. Chem. Engr. Jpn., 3, 83--92 (1970)
- M. Sommerfeld. Int. J. Multiphase Flow, 18 (6), 905--926 (1992)
- C.T. Crowe, J.D. Schwarzkopf, M. Sommerfeld, Y. Tsuji. Multiphase Flows with Droplets and Particles, 2nd Edition (CRC Press, Boca Raton, USA, 2012), ISBN 978-1-4398-4050-4
- B. Quintero, S. Lain, M. Sommerfeld. Powder Technology, 380, 526--538 (2021)
- А.Л. Стасенко. ИФЖ, 80 (5), 38--44 (2007). [A.L. Stasenko. J. Eng. Phys. Thermophys., 80 (5), 885--891 (2007).]
- В.А. Лашков. Вестник СПбГУ, Сер. 1, (4), 127--136 (2010)
- А.С. Зотиков, В.А. Лашков. Вестник СПбГУ, Сер. 1, 1 (2), 245--253 (2014)
- S. Singh, D. Tafti. Proc. of ASME Turbo Expo 2013, June 3-4, (San Antonio, Texas, USA, 2013), paper GT2013-95623, 1--9 (2013)
- S. Ray, T. Kempe, J. Froelich. Int. J. Multiphase Flow, 76, 101--110 (2015)
- S.M. Whitaker, J.P. Bons. Proc. of ASME Tirbo Expo 2018, June 11-15, (Oslo, Norway, 2018), paper GT2018-77158, 1--14 (2018)
- С.В. Панфилов, Ю.М. Циркунов. ПМТФ, 49 (2), 79--88 (2008). [S.V. Panfilov, Yu.M. Tsirkunov. J. Appl. Mech. Tech. Phys., 49 (2), 222--230 (2008).]
- Н.В. Бутенин, Я.Л. Лунц, Д.Р. Меркин. Курс теоретической механики. Т. 2. Динамика (Наука, Физматлит, М., 1979)
- В.А. Лашков. ИФЖ, 60 (2), 197--203 (1991). [V.A. Lashkov. J. Eng. Phys. Thermophys., 60 (2), 154--159 (1991).]
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
