Автоколебания и авторотация тел в неограниченных и стесненных потоках

Выявлен вихревой механизм авторотации оперенных цилиндров, имеющих вращательную степень свободы в дозвуковом потоке воздуха. Данные конструкции могут устойчиво балансироваться в потоке без вращения или находиться в состоянии незатухающей авторотации по любому из двух возможных направлений вокруг собственной оси симметрии. Простейшим примером такой конструкции является плоская пластина с закрепленной в потоке осью симметрии. Экспериментально получены картины оптической визуализации вихревых систем около самовращающихся двух- и многолопастных конструкций с плоским оперением. Впервые идентифицированы особые «вихревые спутники», периодически локализующиеся с подветренной стороны около одной из лопастей и обеспечивающие поддержание авторотации тел за счет формирования подгоняющего момента.

Данное явление воспроизведено и исследовано численно с помощью авторского бессеточного метода ВВД, дана полная классификация движений одиночной и пары пластин [1]. Результат важен для проектирования некоторых типов оперенных тел и роторных ветрогенераторов.

Разработано и запатентовано семейство генераторов импульсных струй (ГИС), представляющих собой диффузорный канал с внутренним дестабилизатором [2]. В выходном сечении ГИС возникает пара импульсных противофазно пульсирующих затопленных струй. Объединенная затопленная струя обладает аномально высоким уровнем эжекции среды из окружающего пространства. Одна из разновидностей конструкции (ГИС-2) семейства генераторов ГИС получила адекватное математическое описание с помощью авторской бессеточной вычислительной технологии ВВД [3].

1. Численное моделирование самовращения пластин в потоке вязкой жидкости / П. Р. Андронов, Д. А. Григоренко, С. В. Гувернюк, Г. Я. Дынникова // Изв. РАН, МЖГ, 2007. № 5. С. 47–60.

2. Генераторы импульсных дозвуковых струй. Основы расчета и конструирования / Гувернюк С. В., Зубков А. Ф., Левушкин А. Н., Слезингер И. И. – М.: МГУ, Отчет Института механики, 1988. № 3684. – 93 с. https://istina.msu.ru/reports/217133/.

3. Гидродинамика интенсивных автоколебаний обратного флюгера в плоском диффузоре / С. В. Гувернюк, Я. А. Дынников, Г. Я. Дынникова, А. Ф. Зубков // ДАН, 2018. Т. 480. № 1. С. 29–33.