Нелинейные колебания газа в трубах и резонаторах

Разработана методика расчета нелинейных колебаний газа в областях с подвижными границами. Исследовано влияние нагрева газа ударными волнами на характер разрывных колебаний газового столба в закрытой трубе при периодическом возбуждении поршнем. Установлено, что при амплитудах хождения поршня порядка 10-2 длины трубы и более этот эффект является существенным. Исследованы нелинейные колебания газового столба в закрытой трубе при непериодическом резонансном возбуждении, когда действующее на поршень внешнее давление изменяется в такт с движением поршня. Установлено, что без учета трения поршня о стенки трубы периоды колебаний и максимальные значения пиковых температур быстро и неограниченно возрастают. При учете трения режим периодических колебаний наступает лишь при отсутствии ударных волн. Проведено численное моделирование колебаний газа около выходного отверстия малогабаритных объемных резонаторов. Изучено изменение структуры течения газа около отверстия на переходном и установившимся режимах колебаний при возбуждении в окрестности резонансной частоты. Установлено, что в ходе колебаний возле отверстия объемного резонатора вдоль оси симметрии образуются две пульсирующие струи, одна - внутри, а другая - снаружи резонатора с направлением в сторону от отверстия. Проведено численное моделирование пульсаций газа во внешнем поле открытой резонансной трубы. Выявлены особенности структуры газовых потоков и средних течений на установившемся режиме. Установлено, что максимальные скорости движения газа достигаются не в области оси симметрии, а возле кромки отверстия. Там же достигаются и максимальные скорости среднего течения.