Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3217
Динамика потока в радиально-кольцевой полости турбомашин
Статья научная
В работе рассмотрена задача моделирования вращательного течения в радиально-кольцевой полости турбомашин с неподвижными стенками. Данный расчетный случай соответствует граничным условиям подводящего канала для радиальной центростремительной турбины. В представленной модели поток условно разделен на радиальное и окружное движение. Радиальная составляющая скорости определяется массовым расходом из уравнения неразрывности, окружная составляющая формируется тангенциальным канальным подводом. Основным уравнением при интегрировании является уравнение изменения количества движения для потока в форме уравнения Эйлера. В случае окружной составляющей скорости используется закон изменения момента количества движения при допущении потенциальности потока и постоянства момента количества движения в пределах шага интегрирования. В результате преобразований уравнений количества движения получены дифференциальные уравнения для радиальной и окружной составляющих скорости, а также для статического давления, представляющие определенную систему трех уравнений с тремя неизвестными. Система уравнений позволяет вести интегрирование при известных граничных условиях на входе, в результате интегрирования возможно получить поле распределений скоростей и давлений по радиусу радиально-кольцевой полости. Результаты исследования могут быть использованы при моделировании окружных и радиальных усилий на ротор (рабочее колесо) турбомашин.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуются участки динамически нестабилизированных течений, характерных для элементов проточных частей турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей; участки прямоугольного переменного сечения, цилиндрического переменного сечения, вращательных течений в полостях с неподвижными стенками, неподвижной и вращающейся стенками. К характерным элементам относятся: подводящие и отводящие аппараты, боковые полости между ротором и статором, полости гидродинамических уплотнений и элементы межлопаточного канала центробежных насосов и газовых турбин. Ввиду характерных особенностей режимных и конструктивных параметров, начальные участки динамически нестабилизированных течений являются преобладающими в проточных частях агрегатов подачи. Данные участки оказывают существенное влияние на энергетические параметры агрегата и влияют на теплообменные процессы и, как следствие, на надежность элементов конструкций. В характерных элементах систем подачи реализуется как ламинарный, так и турбулентный режимы течения рабочего тела. С использованием методов теории пространственного пограничного слоя, определены характерные параметры пограничного слоя, такие как: толщина динамического пограничного слоя, вытеснения и потери импульса. Получены зависимости для определения скорости ядра течения, необходимые для оценки потерь в зависимости от длины характерных участков. В целях достоверного определения энергетических параметров необходим корректный выбор законов трения и профилей скорости в пограничном слое и учет начального участка. Полученные зависимости учитывают профиль распределения скорости в пограничном слое на характерных участках для случаев ламинарного и турбулентного режимов.
Бесплатно
Динамика ротора двигателя-маховика в электромагнитном подвесе
Статья научная
Приведены результаты расчета амплитуды колебаний динамически неуравновешенного ротора двигателя-маховика с кинетическим моментом 1 Н·м·с, подвешенного посредством активных магнитных подшипников. Определены силы, требуемые для удержания ротора в бесконтактном положении, и резонансные зоны в рабочем диапазоне его угловой скорости в зависимости от значений коэффициентов жесткости и демпфирования магнитного подвеса. Расчеты осуществлялись при различных диапазонах угловой скорости ротора. С помощью разработанной параметрической 3D-модели ротора для каждого диапазона определены его требуемые массогабаритные характеристики: осевой и экваториальный моменты инерции, а также его масса. Предельно допустимые значения эксцентриситета ротора, характеризующего статическую неуравновешенность, и угла между геометрической осью ротора и его главной центральной осью инерции, характеризующего моментную неуравновешенность, определялись исходя из величины массы ротора и требуемой остаточной неуравновешенности в каждой плоскости коррекции. Выявлено, что в процессе вращения ротора двигателя-маховика преобладают радиальные колебания его центра масс, вызванные наличием статической неуравновешенности. Амплитуда результирующих колебаний ротора составляет 17 мкм для диапазона частоты вращения ротора 0-9000 об/мин и 13 мкм для диапазона 0-18000 об/мин. Первая критическая скорость ротора соответствует резонансной частоте его радиальных колебаний. В диапазоне частоты вращения ротора 0-18000 об/мин присутствует дополнительная критическая скорость, обусловленная тем, что экваториальный момент инерции ротора превышает его осевой момент инерции. В закритических областях наблюдается явление самоцентрирования ротора. По результатам расчета динамики ротора в магнитном подвесе сформированы исходные данные для выбора угловой скорости ротора, воздушных зазоров в аварийных опорах, активных частях магнитных подшипников, коэффициентов жесткости и демпфирования магнитного подвеса.
Бесплатно
Динамическая устойчивость адаптивной панели крыла экраноплана
Статья научная
Выполнено исследование движениякрыла экраноплана с адаптивной оболочкой над взволнованной поверхностью, определены собственные частоты, резонанс гибкой панели крыла, коэффициенты демпфирования.
Бесплатно
Статья научная
Особый интерес к теме математического анализа протекания процессов переноса теплоты определяется научной значимостью и практическим применением при разработке, проектировании и производстве ракетно-космических аппаратов и установок. Обоснование разработанных методик и моделирование данных, полученных в ходе эксперимента с применением 3д технологий процесса, дает преимущество. Точность и достоверность результатов расчетов играют ключевую роль в обеспечении безопасности и надежности ракетно-космических систем. Регулярная проверка и верификация результатов также необходимы для обеспечения высокой степени надежности и безопасности. Представленный в статье комплексный анализ течения потока жидкости в межлопаточном канале рабочего колеса малорасходного центробежного насоса с построением энергетических характеристик рабочего колеса может быть использован для уточнения числа лопаток. Разработанная методика расчета состоит из четырех частей: во-первых, получено выражение для определения проекции градиента давления на продольную ось φ, во-вторых, получено выражение для определения проекции градиента давления на поперечную ось ψ, в-третьих, определена производная продольной скорости в поперечном направлении и, в-четвертых, представлены результаты численной и экспериментальной визуализации (баланс мощностей, зависимость напора и коэффициента влияния конечного числа лопаток от расхода малорасходного центробежного насоса). На основе результатов теоретических исследований были разработаны алгоритм и программа расчета, позволяющие рассчитывать локальные значения. Рассматриваемый подход подтверждается верификацией результатов математического моделирования графической визуализацией течения и измерением баланса мощностей малорасходного центробежного насоса. Полученные выражения для проекций градиента давления, определение производной продольной скорости и экспериментальная визуализация играют важную роль при расчете и анализе работы центробежных насосов. Однако существует необходимость в дальнейшей проработке метода для приведения его к виду, позволяющему рассчитывать трехмерное течение рабочего тела в канале произвольной формы.
Бесплатно
Динамический анализ привода рычажных гидромеханизмов грузоподъёмных машин
Статья научная
Приведена методика динамического анализа рычажного гидромеханизма привода подъема стрелы и поворота ковша фронтального погрузчика, дан вывод функции нагрузочного режима исполнительного гидроцилиндра гидропривода грузоподъемного механизма фронтального погрузчика и пример динамического анализа универсального рычажного грузоподъемного механизма с использованием CAE-системы APM Winmachine
Бесплатно
Статья научная
Разработана методика динамического синтеза нагрузочных устройств с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания испытательного комплекса энергосистем космического аппарата.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается принцип измерения управляющего момента двигателя-маховика на динамическом стенде измерения момента. Проведена оценка результатов функционирования стенда.
Бесплатно
Динамическое моделирование технических систем на Python
Статья научная
Представлены результаты разработки диспетчера для совместного выполнения имитационных моделей многокомпонентных систем. Программное обеспечение реализовано на Python, что обеспечивает интеграцию множества библиотек для управления и анализа данных. Обмен данными осуществляется через UDP-пакеты, поддерживающие разные языки программирования. Это упрощает реализацию технологии hardware-in-the-loop, улучшая разработку систем управления. Пример использования диспетчера представлен на модели системы ориентации космического аппарата CubeSAT с магнитной системой ориентации. Приведен алгоритм B-Dot и результаты моделирования переходного процесса. Исходный код доступен под лицензией BSD на GitFlic, а документация – на ReadTheDocs.
Бесплатно
Динамическое формирование картографических слоев в информационно-аналитических системах
Статья научная
Предложены алгоритмы динамического формирования картографических слоев на основе содержимого топографических слоев карты и многомерных данных OLAP-системы, результатов логического вывода экспертной системы или модулей расчетных методик. Для формированиянов ых слоев могут быть использованы таблицы агрегатов.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Дистанционная оценка дымовых эмиссий от крупных лесных пожаров
Статья научная
Проанализирована возможность применения космических изображений MODIS / Terra для идентификации и картирования пройденных огнем участков лесного покрова и оценки дымовых эмиссий от крупных лесных пожаров с применением ГИС-технологий. Получена оценка массы газовых компонентов СО2, СО и СН4, выделившихся в результате крупных лесных пожаров на территории Приангарья в 2006 г. Разработана методика расчета динамики распространения дымовых эмиссий.
Бесплатно
Статья научная
Обследование подводных объектов, таких как подводные археологические памятники, затонувшие технические объекты, технические сооружения, расположенные под водой, требует использования специально подготовленных водолазов, обитаемых или необитаемых дистанционно-управляемых или автономных подводных аппаратов. Относительно редко используемой конструкцией для таких подводных аппаратов является конструкция квадрокоптера с положительной плавучестью. В предлагаемой статье рассматривается конструкция и система управления подводного необитаемого дистанционно-управляемого аппарата в форме квадрокоптера. Целью работы является выбор и обоснование формы корпуса аппарата, оптимальной структуры системы управления с расчетом на последующее использование аппарата в качестве автономного. Описаны потенциальные преимущества выбранной конструкции в форме квадрокоптера с цилиндрическим корпусом, в частности, большой объем герметичного пространства аппарата, возможность установки емких источников питания, потенциальная возможность стабилизации аппарата в заданном положении при наличии течения в месте проведения работ. Герметичный корпус аппарата предназначен для размещения управляющей электроники, силовой электроники и элементов питания аппарата. Выбор и обоснование формы герметичного корпуса выполнены с использованием аппарата гидростатического моделирования и теоретической механики. В качестве формы герметичного корпуса аппарата выбран цельный цилиндр, выполненный из поликарбоната. Показано преимущество выбранной формы по сравнению с корпусом в форме параллелепипеда при условии одинаковых параметров материала. Управляющая система аппарата включает в себя программные и аппаратные компоненты. Обоснован выбор аппаратных компонентов, описаны их ключевые характеристики. В качестве управляющего устройства верхнего уровня выбран одноплатный компьютер (SBC, Single Board Computer) Orange Pi PC, непосредственно управление двигателями аппарата осуществляется при помощи микроконтроллера Cortex-M3. Описана архитектура программного обеспечения аппарата. Выбор архитектуры обусловлен требованиями слабой связности компонентов (что позволяет легко заменять отдельные элементы программного обеспечения без необходимости модификации остальных элементов), простотой потенциальной замены управляющих модулей верхнего уровня (что потенциально позволяет перейти от модели дистанционного управления аппаратом к автономной модели управления). Описаны отдельные компоненты программного обеспечения. Управляющая система реализована на языке высокого уровня Python версии 3.7, основой механизма управления является передача сообщений, в качестве среды обмена сообщениями выбран протокол MQTT с реализацией в виде сервера Mosquitto. Тестирование аппарата проводилось в бассейнах со стоячей водой и имитацией течения. Тестирование показало необходимость получения опыта для управления подводным аппаратом. Проведённое исследование позволит в дальнейшем разработать новую версию подводного аппарата с учётом пожеланий и выявленных проблем. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/articles/?id=677)
Бесплатно
Статья научная
На территории Красноярского края и Иркутской области в России производится добыча угля открытым способом. В этих регионах на значительной площади действуют 13 крупных угольных карьеров. Открытые горные работы наносят значительный урон окружающей природной среде. Восстановление экологии в местах добычи угля производят путем производства работ по рекультивации нарушенных земель. Проводить контроль за изменением состояния природных ландшафтов в местах добычи угля можно достаточно эффективно с использованием средств дистанционного зондирования Земли. По результатам дистанционного зондирования установлены долговременные тренды в трансформации локальных экосистем на отработанных участках Ирша-Бородинского и Азейского угольных месторождений. Полученные результаты говорят о том, что искусственные лесопосадки в ходе лесной рекультивации постепенно переходят в категорию смешанного леса, в формировании которого принимают участие береза, тальник и др. Представлены результаты лесной рекультивации на породных отвалах, образованных при отработке Ирша-Бородинского и Азейского буроугольных месторождений. На идеально спланированных поверхностях породных отвалов происходит образование оврагов, которые при расширении их размеров частично уничтожают результаты работ по лесной рекультивации. С использованием результатов дистанционного зондирования исследованы водосборные площади образованных действующих оврагов, а также установлены наиболее встречающиеся геометрические формы оврагов в плане. В целом результаты дистанционного зондирования и полевых исследований говорят о том, что ситуация с лесной рекультивацией в исследуемых районах в целом благоприятная и является сбалансированной в плане формирования лесных экосистем на отработанных территориях угольных месторождений. Вместе с тем в ходе горно-экологического мониторинга отмечена неблагоприятная ситуация, связанная с воздействием водной эрозии на рельеф участков с лесонасаждениями, что в итоге приводит к образованию овражно-балочных систем с постоянно расширяющимися размерами.
Бесплатно
Дистанционное зондирование и моделирование структуры облачности и дымовых шлейфов
Статья научная
На основе гидродинамического моделирования и использования данных дистанционного зондирования изучается ближний и дальний перенос тепла, влаги и продуктов горения, оценивается их влияние на процессы облако-и осадкообразования. Рассматриваются различные сценарии взаимовлияния лесных пожаров и ландшафтных и погодных изменений в Азиатской части России.
Бесплатно
Дифференциальная коррекция погрешностей определения координат при геомагнитных возмущениях
Статья научная
Предложен новый способ прямой дифференциальной коррекции погрешностей определения координат, который будет избавлен от большого объема корректирующих дифференциальных поправок, передаваемых множеству потребителей системы с необходимостью осуществлять выбор наиболее точных из них в аппаратуре потребителя.
Бесплатно
Дифференциальные признаки неуспешного диалогического дискурса
Статья научная
Целью коммуникации является успешное воздействие на адресата. Неуспех связывается главным образом с нарушениями принципа кооперации и максимы вежливости, а также неверным выбором стратегий и тактик их реализации.
Бесплатно
Дифференциация студентов по среднему благосостоянию в современных условиях
Статья научная
На основании статистических данных описывается материальное благосостояние студентов экономического факультета Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева. Приведены графики распределения величины средних доходов пяти категорий, входящих в исследуемый социум. В качестве числовой характеристики дифференциации благосостояния приняты коэффициенты Джини и кривая Лоренца.
Бесплатно
Диэлектрическая проницаемость хвойных пород древесины в диапазоне частот 3-12 ГГц
Статья научная
Рассмотрены диэлектрические свойства древесины хвойных пород (ель, сосна, кедр, пихта). Измерения проводились в прямоугольных резонаторах в диапазоне 3-12 ГГц. Приведено сравнение с диэлектрической проницаемостью березы из разных мест произрастания, как представителя лиственных деревьев. Экспериментально исследовано влияние весовой влажности на диэлектрические свойства древесины. Результаты могут быть использованы для определения характеристик лесных массивов методами дистанционного зондирования.
Бесплатно
