Голубкина И.В., Осипцов А.Н., Сахаров В.И.
Обтекание плоского цилиндра сверхзвуковым слабозапыленным потоком при взаимодействии головной ударной волны с косым скачком уплотнения
// Изв. РАН. МЖГ. 2011. №1. С.59-72.

Голубкина И.В., Осипцов А.Н.
Взаимодействие скачков уплотнения в запыленном газе и возникновение волн с полной дисперсией
// Изв. РАН. МЖГ. 2010. №1. С.70-83.

Боронин С.А., Осипцов А.А.
Двухконтинуальная модель течения суспензии в трещине гидроразрыва
// Доклады РАН. 2010. Т. 431. № 6. С. 758-761.

Осипцов А.Н., Рыбдылова О.Д.
Эффект фокусировки аэрозольных частиц за ударной волной, движущейся в микроканале
// Доклады Академии Наук. 2010. Т. 433. № 3. С. 346-349.

Боронин С.А.
Устойчивость плоского течения Куэтта дисперсной среды с конечной объемной долей частиц
// (отправлено в редакцию журнала Изв. Ран. МЖГ в 2010 г)

Невский Ю.А., Осипцов А.Н.
Моделирование гравитационной конвекции суспензий
//Письма в ЖТФ. Том 35. 2009. Вып. 7. С. 98-106
Полный текст статьи

Боронин С.А.
Гидродинамическая устойчивость стратифицированного течения суспензии в плоском канале
// Доклады Академии Наук. 2009. Т. 429. № 4. С. 477-480.

Лебедева Н.А., Осипцов А.Н.
Структура зон аккумуляции инерционной примеси в течении типа торнадо
// Изв. РАН. МЖГ. 2009. № 1. C. 83-96.

Lebedeva N.A., Osiptsov A.N.
Modeling of local particle accumulation in disperse flows with kinematic singularities
// PAMM Proc. Appl. Math. Mech. 2008. № 8. P. 10627-10628.

Боронин С.А.
Исследование устойчивости течения суспензии в плоском канале с учетом конечной объемной доли частиц
// Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 6. С. 40-53.

Коротеев А.А., Осипцов А.Н., Попушина Е.С.
Неизотермическое течение в коническом каплеуловителе в условиях открытого космоса
// Теплофизика высоких температур. 2008. Т. 46, № 6. С. 897–904.

Боронин С.А., Осипцов А.Н.
Устойчивость течения дисперсной смеси в пограничном слое
// Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 1. С. 76-87.

Лебедева Н.А., Осипцов А.Н.
Течения вблизи критических точек при несимметричном столкновении вязких дисперсных потоков
// Изв. РАН. МЖГ. 2007. № 5. С. 85-97.

Голубкина И.В., Осипцов А.Н.
Аэродинамическая фокусировка инерционных частиц в области пересечения ударных волн
// Изв. РАН. МЖГ. 2007. № 4. С. 107-116.

Асмолов Е.С.
Численное моделирование осаждения разреженной суспензии в контейнере
// Изв. РАН. МЖГ. 2007. № 3. С. 84-93.

Lebedeva N.A., Osiptsov A.N.
Admixture stratification in the stagnation region of two streams
// PAMM Proc. Appl. Math. Mech. 2006. № 6. P. 569-570.

Исследовано движение инерционной дисперсной примеси вблизи плоского цилиндра, обтекаемого гиперзвуковым стационарным запыленным потоком при наличии косого скачка уплотнения, падающего на головную ударную волну. Предполагалось, что массовая концентрация частиц в набегающем потоке мала и они не оказывают влияния на несущую фазу. Рассмотрены случаи III и IV типов взаимодействия ударных волн. Распределение параметров газа в ударном слое около цилиндра находилось из численного решения полных уравнений Навье-Стокса для совершенного газа. Использовалась конечно-разностная TVD схема второго порядка точности, построенная на основе метода конечного объема. Для расчета континуальных параметров дисперсной фазы, включая концентрацию, применялся полный лагранжев метод. В широком диапазоне инерционных свойств частиц исследованы поля траекторий, скорости, концентрации и температуры примеси в ударном слое. Обнаружена возможность аэродинамической фокусировки частиц за точкой пересечения ударных волн и формирования узких струй с высокой концентрацией частиц, которые, попадая на поверхность тела, приводят к резкому увеличению локальных тепловых потоков. Дана оценка максимально возможного увеличения тепловых нагрузок на поверхность тела за счет частиц, выпадающих на поверхность, как при наличии косого скачка уплотнения, так и в отсутствие такового.

Рассматривается задача о регулярном (симметричном и несимметричном) взаимодействии плоских скачков уплотнения в стационарном газодисперсном потоке. Обнаружена возможность формирования волновых структур, в которых все либо только некоторые из падающих или отраженных волн вырождаются в волны с полной дисперсией, т.е. зоны непрерывного изменения параметров обеих фаз. С использованием соотношений Рэнкина-Гюгонио для односкоростной модели "эффективного газа" найдены диапазоны безразмерных определяющих параметров (числа Маха, углов между падающими волнами и набегающим потоком, отношения теплоемкостей фаз и массовой концентрации частиц), соответствующие различным волновым конфигурациям. В рамках двухконтинуальной модели запыленного газа проведены численные расчеты структуры течения в области симметричного взаимодействия скачков для типичных конфигураций при наличии волн с полной дисперсией. Также численно рассчитано течение в области прямой волны с полной дисперсией. Показано хорошее соответствие расчетов структуры волны известным литературным данным. Обнаружен диапазон определяющих параметров, в котором температура несущей фазы имеет локальный максимум внутри структуры волны.

Рассматривается задача о движении ударной волны по вязкой аэрозольной среде в узком канале. Принята двухконтинуальная модель запыленного газа, влиянием частиц на несущую фазу пренебрегается. Параметры газа находятся из численного решения уравнений Навье-Стокса в приближении узкого канала. Параметры дисперсной фазы рассчитываются с помощью полного лагранжева метода. В межфазном обмене импульсом, кроме силы аэродинамического сопротивления, учитывается подъемная сила Сэфмана. В результате параметрических расчетов выявлен диапазон параметров, в котором происходит фокусировка частиц за ударной волной на оси канала, обусловленная действием на частицы поперечных сил, возникающих из-за сдвиговости течения на масштабе частиц. Обнаруженный эффект фокусировки частиц может быть полезен для развития технологий, использующих фокусированные пучки микрочастиц (холодное напыление, безыгольное введение порошковых лекарственных препаратов, фракционирование аэрозолей и др.).

Аннотация ожидается

Предложена двухконтинуальная модель для описания гравитационной конвекции разреженной суспензии в широком диапазоне отношения плотностей фаз. Определены параметры подобия и рассмотрен предельный случай малоинерционных частиц, в котором постановки задач существенно упрощаются. Приведены примеры численных расчетов гравитационной конвекции при оседании тяжелых частиц в вязкой среде в наклонной двумерной прямоугольной области. Расчетами подтвержден известный экспериментальный эффект увеличения эффективной скорости оседания дисперсной примеси при отклонении стенок сосуда от направления силы тяжести.

Рассматривается устойчивость стратифицированного течения дисперсной среды с конечной объемной долей включений в плоском канале. Для описания движения двухфазной среды используется модифицированная модель взаимопроникающих континуумов, учитывающая конечную объемную долю включений через поправки к эффективной вязкости среды и межфазной силе. Профили объемной концентрации частиц и эффективной вязкости суспензии в основном течении неоднородны. Система уравнений относительно малых возмущений сведена к решению задачи на собственные значения для обыкновенного дифференциального уравнения четвертого порядка. Проведены параметрические расчеты нейтральных кривых и получено, что нарастающие возмущения существуют уже при малых значениях числа Рейнольдса. Вследствие стратификации вязкости наибольшее влияние на устойчивость оказывает форма профиля концентрации включений в основном течении.

Исследовано движение инерционной дисперсной примеси в трехмерном осесимметричном стационарном течении вязкой несжимаемой среды, формирующемся при взаимодействии полубесконечной вихревой нити с ортогонально расположенной твердой подстилающей поверхностью. Параметры несущей фазы находятся из численного решения уравнений Навье-Стокса в предположении, что течение обладает свойством автомодельности известного типа [1]. Рассмотрены различные схемы межфазного силового взаимодействия, соответствующие различным отношениям плотностей фаз. Для нахождения континуальных параметров среды частиц использован полный лагранжев подход, позволяющий рассчитывать концентрацию дисперсной фазы в зонах пересечения траекторий и аккумуляции частиц. На основании параметрических расчетов обнаружено, что в случае тяжелых частиц (превышающих по плотности несущую фазу) формируется "чашеобразная" поверхность аккумуляции дисперсной фазы, "визуализирующая" область высокой завихренности. Найдена зависимость формы этой поверхности от определяющих параметров задачи. Показано, что в зависимости от соотношения плотностей фаз поля концентрации дисперсной фазы качественно различны.

A self-similar 2D steady-state flow of two immisible viscous fluids with inertial particles is considered. It is assumed that two viscous streams, one of which contains the particles, collide forming a flat interface with a stagnation point. The general case is discussed, when the fluids have different viscosities and densities and the streams are directed at arbitrary angles. The far field corresponds to inviscid vortex flow near an oblique stagnation point. The limiting case of viscous dusty flow near a rigid plane is studied in detail within one-way and two-way coupling approximations. Thin zones of particle accumulation are detected. Threshold parameters corresponding to the change of flow regime are found.

В рамках двухскоростного подхода предложен вариант модели гетерогенной среды, учитывающий конечную объемную долю включений при условии малого, но конечного рассогласования скоростей фаз. В межфазном обмене импульсом учтена сила Стокса с поправкой на конечность объемной доли частиц в форме Бринкмана. Вязкость суспензии зависит от объемной доли частиц по формуле Эйнштейна. В рамках построенной модели рассмотрена постановка задачи о линейной устойчивости плоскопараллельных течений двухфазных сред. В качестве примера исследована устойчивость течения суспензии в плоском канале. Система уравнений относительно малых возмущений с граничными условиями сведена к задаче на собственные значения для обыкновенного дифференциального уравнения четвертого порядка. С помощью метода ортогонализации проведено численное исследование зависимости критического числа Рейнольдса от определяющих безразмерных параметров задачи. Показано, что учет конечной объемной доли включений существенно влияет на границу ламинарно-турбулентного перехода.

Рассматривается неизотермическое пленочное течение, формирующееся на внутренней поверхности конического каплеуловителя, на вход которого подается однородный поток монодисперсной капельной среды в условиях открытого космоса. Для режима инерционного осаждения капель в предположении малости относительной толщины пленки и влияния вторичных капель, образующихся при осаждении на поверхность пленки, построены и исследованы асимптотические модели стационарного пленочного течения. Для медленного течения форма поверхности и параметры пленки найдены аналитически. Для общего случая проведено параметрическое численное исследование распределений скорости, температуры, и толщины пленки. Найдены параметры течения во входном сечении отводящего канала и определены условия, необходимые для поддержания стационарного режима работы каплеприемника.

Рассматривается гидродинамическая устойчивость течения разреженной дисперсной смеси в равновесной по скоростям фаз области пограничного слоя с существенно неоднородным распределением концентрации частиц. Для описания двухфазной среды использована модель взаимо-проникающих континуумов с несжимаемой вязкой несущей фазой. В межфазном обмене импульсов кроме силы Стокса учитывается подъемная сила Сэфмана. На основе численного решений краевой задачи для модифицированного уравнения Орра-Зоммерфельда проведен анализ кривых нейтральной устойчивости и исследована зависимость критического числа Рейнольдса от определяющих параметров. Показано, что учет неоднородности концентрации частиц в основном течении и подъемных сил Сэфмана, проведенный впервые, существенно изменяет границы устойчивости ламинарного течения в двухфазном пограничном слое.

В рамках двухконтинуальной модели запыленного газа исследуется класс стационарных автомодельных течений, формирующихся в окрестности критической точки при неортогональном столкновении двух различных вязких несжимаемых потоков, один из которых содержит инерционные твердые частицы. Отдельно рассматривается предельный случай неортогонального нате-гания вязкой дисперсной среды на твердую стенку. Показана возможность формирования множественных зон накопления частиц, возникающих на огибающих траекторий частиц и на контактной (в предельном случае - твердой) поверхности. Исследована локальная структура полей скорости и концентрации частиц. Найдены пороговые значения определяющих параметров, соответствующие качественной перестройке структуры течения.

Исследована структура течения в области пересечения плоских стационарных ударных волн в запыленном газе. Рассмотрены случаи симметричного и несимметричного регулярного взаимодействия ударных волн, а также симметричное маховское взаимодействие. Для случая малой массовой концентрации частиц на основании численных расчетов с использованием полного лагран-жева подхода показано, что за точкой пересечения ударных волн формируется узкая протяженная зона, в которой траектории частиц пересекаются, а концентрация дисперсной фазы резко возрастает. Проведено параметрическое исследование профилей концентрации частиц в этой зоне, найден диапазон определяющих параметров, в котором эффект фокусировки частиц максимален.

Рассмотрена эволюция крупномасштабных возмущений скорости в однородной суспензии, осаждающейся в контейнере в виде прямоугольного параллелепипеда с твердыми горизонтальными стенками и периодическими граничными условиями на вертикальных границах. На основе численного моделирования движения точечных частиц показано, что флуктуации плотности и скорости убывают со временем. Затухание возмущений обусловлено изменением формы фронта осаждения и нелинейным взаимодействием различных мод.

A self-similar 2D steady-state flow of two immisible viscous fluids with inertial particles is considered. It is assumed that two viscous streams, one of which contains the particles, collide forming a flat interface with a stagnation point. The general case is discussed, when the fluids have different viscosities and densities and the streams are directed at arbitrary angles. The far field corresponds to inviscid vortex flow near an oblique stagnation point. The limiting case of viscous dusty flow near a rigid plane is studied in detail within one-way and two-way coupling approximations. Thin zones of particle accumulation are detected. Threshold parameters corresponding to the change of flow regime are found.