Numerical Simulation of the Interaction Between Slender Body Vortices and a Vertical Fin: 세장형 물체 주위의 와류와 수직핀의 상호 작용에 대한 연구 (original) (raw)
Related papers
Redchyts Numerical simulation of the viscous incompressible flow around of the group of two bodies
System technologies
Analysis of recent research and publications. It is known that the presence near the body of another body or a solid wall in a flow can significantly change both the overall flow pattern and the aerodynamic characteristics of bodies in a group. Studies of the interaction of bodies in the flow are conducted for a long time. In [6], the results of a study of changes in the overall flow pattern and the form of interaction of vortices behind tandem-arranged circular cylinders are presented. Further, experimental studies of the flow around a group consisting of two cylinders were aimed at classifying flow patterns depending on the position of the group in the flow, the distance between the cylinders and the Reynolds number [1, 2, 9]. A rather complete identification and classification of the pattern of flow was performed in [6, 7]. Studies on the classification and analysis of flow patterns are still being conducted [1]. Studies on the classification of patterns of the flow around group ...
THEORETICAL STUDY OF SMALL VIBRATIONS OF TWO RIGID BODIES WITHOUT DAMPING
2019
The small three-dimensional vibrations of two rigid bodies connected with elastic elements are studied in this research. The main task in the paper is to show how the system of differential equations is formed, which describes these vibrations without considering the damping. For determining of the stiffness matrix, the Finite Element Method (FEM) is used. The obtained results could be applied in solving a number of engineering tasks related to the study of free and forced three-dimensional vibrations by force, inertial and kinematical excitations.
Про нелінійну модель руху сепарованих сумішей в циліндричних віброрешетах
2015
З використанням гідродинамічної теорії описано усталений вертикальний рух шару сепарованих сумішей по внутрішній поверхні циліндричного вібровідцентрованого решета, яке рівномірно обертається навколо вертикальної вісі. Прийнято степеневу залежність дотичного напруження в псевдорозрідженій суміші від похідної швидкості потоку за радіальною координатою, запозичену з теорії неньютонової в’язкої рідини. Висвітлено питання ідентифікації двох феноменологічних параметрів псевдорозрідженої суміші за даними вимірювань кінематичних характеристик потоку.
THEORETICAL STUDY OF SMALL VIBRATIONS OF TWO RIGID BODIES WITH DAMPING
2019
This theoretical article continues the study of the small three-dimensional vibrations of two rigid bodies. Here, they are connected not only with elastic but also with viscous damping elements. The main task of this study is also to show how is composed the system of differential equations and how is determined the damping matrix. The Finite Element Method (FEM) is also used. The obtained finite results can be applied for making the individual software programs for scientific or practical studies of varied building or machine structures. This study could also be used in seismic mechanics for constructing of many dynamical models of particular importance buildings.
Моделювання пружного удару тіла з особливою точкою на його поверхні
2019
We have considered the elastic straight impact along a flat border of the stationary half-space of the body bounded in a zone of contact interaction by the surface of rotation, whose order is smaller than two. The feature of the problem is that for the selected case an infinite curvature of the boundary surface at a point of initial contact, from which the process of dynamic compression of bodies in time starts. In addition to basic assumptions from the quasi-static theory of elastic impact between solid bodies, we have used a known solution to the static axisymmetric contact problem from the theory of elasticity. The process of an impact at a small initial velocity is divided into two stages: the dynamic compression and the dynamic decompression. For each of them, we have built an analytic solution to the nonlinear differential equation of relative convergence of the centers of bodies' masses in time. A solution to the non-linear problem with initial conditions for the differen...
Vìsnik Hmelʹnicʹkogo nacìonalʹnogo unìversitetu. Tehnìčnì nauki, 2024
Отримано математичну модель згинальних механічних коливань шнека із урахуванням кутової швидкості його обертання навколо нерухомої осі та відносного руху вздовж нього однорідного середовища. Розроблено методику дослідження вказаної моделі, зокрема, у випадку короткого електромеханічного шнека. Отримано рівняння у стандартному вигляді, які визначають основні параметри динаміки нелінійних коливань. Проаналізовано вплив кінетичних та фізико-механічних параметрів на характеристики динамічних процесів у одновимірній математичній моделі нелінійних коливань рухомого електромеханічного шнекового обладнання. Виведено зручні з точки зору інженерної практики розрахункові формули, що описують закономірності зміни амплітудно-частотних характеристик шнека як для нерезонансного, так і для резонансного випадку. Важливе питання дослідження впливу швидкості руху елементів механізмів на коливання одновимірних нелінійно-пружних систем досі детально не розглядалося в науковій літературі. Основною причиною цього в аналітичному дослідженні динамічних процесів були недоліки математичного апарату для розв'язування відповідних нелінійних диференціальних рівнянь, що описують закони руху цих систем. У роботі використано методи нелінійної механіки для часткового вирішення вказаної проблеми. Чисельні симуляції проведено для параметрів, близьких до тих, які використовуються в різноманітних промислових технологічних системах. Отримано умови резонансних та нерезонансних режимів роботи вказаної технологічної системи. Встановлено, що при поздовжніх коливаннях зі збільшенням поздовжньої швидкості середовища амплітуда коливань також збільшується. Встановлено також, що зі зростанням амплітуди частота поздовжніх коливань різко зменшується, а якщо система рухається з більшою швидкістю, то суттєво зменшується частота коливань. Дослідження з використанням методів нелінійної механіки дозволяють прогнозувати резонансні явища та отримувати інженерні рішення для підвищення ефективності технологічного обладнання. Ключові слова: нелінійні коливання, математична модель, резонанс, амплітуда, частота, шнек.
Numerical and physical simulation of vortex generation in spherical cavity
This report presents the results of numerical and experimental researches on the study of generation of pressure and velocity fluctuations, which are determined by the interaction of the hydrodynamic and hydroacoustic phenomena inside a three- dimensional spherical cavity. Symmetric and asymmetric large-scale vortices are revealed inside a cavity in dependence on the flow mode and a location and periodicity of their break-up. Frequencies of rotation and ejection of coherent vortical structures as well as frequencies of self-sustained oscillations of shear layer and low-frequency resonance and transversal oscillations of vortex flow are revealed inside a cavity.
Prikladnì pitannâ matematičnogo modelûvannâ, 2021
Створено методику визначення частот та форм власних коливань елементів конструкцій при двобічному контакті з рідиною. Вважається, що рідина є ідеальною і нестисливою, а її рух, індукований коливаннями конструктивного елементу є безвихровим. За цих умов існує потенціал швидкостей, який всюди в області, що зайнята рідиною, задовольняє рівнянню Лапласа. На поверхнях конструктивного елементу задається умова непротікання. Ця умова полягає в рівності нормальних компонент швидкостей рідини та конструкції. Для знаходження переміщень конструкції використовуються рівняння руху під дією навантаження, що обумовлене тиском рідини. Тиск рідини, в свою чергу, визначається з рівняння Лапласа, граничні умови для якого містять невідому швидкість конструкції. Тобто, отримано зв'язану задачу щодо визначення гідропружних коливань. Для розв'язання сформульованої задачі використано метод заданих форм. Спочатку визначаються частоти і форми коливань пружного елементу без урахування сили тиску з боку рідини. За отриманими формами будується подання переміщень конструкції, що взаємодіє з рідиною, у вигляді відповідного ряду. Далі розв'язується крайова задача Неймана для рівняння Лапласа, при цьому граничні умови містять відомі функції, а саме, форми коливань пружного елементу, що були отримані на першому етапі. Розв'язання цієї задачі виконано із застосуванням теорії потенціалу. Невідому функцію зображено у вигляді потенціалу подвійного шару. Граничні умови при цьому призводять до гіперсингулярного інтегрального рівняння відносно невідомої густини, яка й відображає тиск рідини. Надалі це двовимірне гіперснргулярне рівняння зводиться до одновимірного. Розроблено ефективний метод числового розв'язання цього рівняння. Здійснено порівняння отриманих числових результатів з відомими аналітичними розв'язками. Отримано добре узгодження результатів, що свідчить про вірогідність запропонованого методу. Після цього розроблений алгоритм побудови матриці приєднаних мас, що дало змогу знайти частоти власних коливань круглої пружної пластинки з урахуванням приєднаних мас рідини. Ключові слова: тонка пластина, ідеальна нестислива рідина, коливання, гіперсингулярне інтегральне рівняння, метод граничних елементів.