Найти

Результаты поиска

• ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ

  С. С. Свидельский , В.С. Литвинова , Г.В. Куповых , А. Г. Клово

  2021-01-19

  Аннотация ▼

  Рассматривается проблема формирования электрического состояния нижнего слоя
  атмосферы вблизи поверхности земли. Исследуется электродинамическая модель неста-
  ционарного турбулентно-конвективного призменного слоя в приближении электродного
  эффекта (ЭЭ). Исходная система состоит уравнений, описывающих ионизационные и ре-
  комбинационные процессы для аэроионов, и уравнения Пуассона для электрического поля.
  В зависимости от метеорологических условий в атмосфере отдельно рассмотрены модели
  электродного слоя (ЭС) в приближениях классического и турбулентного ЭЭ, а также в
  приближении сильного турбулентного перемешивания. В качестве факторов, влияющих напространственно-временную структуру ЭС, выступают турбулентный и конвективный
  перенос аэроионов, уровень ионизации воздуха и присутствие в нем субмикронного аэрозо-
  ля. Выявлены безразмерные параметры (критерии подобия) для электродинамических
  уравнений, позволяющие осуществлять выбор соответствующего приближения для моде-
  лирования структуры электродного слоя в зависимости от атмосферных условий. В сво-
  бодной от аэрозоля атмосфере время установления стационарного состояния в электрод-
  ном слое составляет примерно 5 мин., для классического слоя (характерная высота около
  4-5 м), а в турбулентном - примерно 15 мин. (высота порядка 10 м). В случае сильного тур-
  булентного перемешивания масштаб распределения электрических величин возрастает до
  сотен метров. Соотношение характерных скоростей турбулентного и конвективного
  процессов указывает на преобладающий физический механизм переноса ионов и формиро-
  вания структуры ЭС. Увеличение скорости конвективного переноса, направленного вниз,
  приводит к ослаблению механизма турбулентного перемешивания, а при переносе вверх,
  имеет место обратный эффект. Присутствие в атмосфере субмикронного аэрозоля при-
  водит к образованию тяжелых ионов, подвижность которых много меньше, чем у аэроио-
  нов. Однократно заряженные аэрозольные частицы с концентрацией, не превышающей
  число аэроионов, незначительно меняют пространственно-временные характеристик ЭС.
  Тогда как наличие в приземном воздухе многократно заряженных аэрозольных частиц,
  увеличивает время электрической релаксации и уменьшает высоту ЭС. При достаточно
  больших концентрациях аэрозоля (больше числа аэроионов на порядок и более) необходимо
  учитывать его перенос турбулентно-конвективными потоками, а структура ЭС опреде-
  ляется только тяжелыми ионами.

• МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ВНУТРИ ГЕРМЕТИЧНОГО КОРПУСА БИНС В МУЛЬТИФИЗИЧНОЙ ПОСТАНОВКЕ В ANSYS CFX И SYSTEM COUPLING

  А.А. Медельцев , П. А. Шаповалов , М. В. Воронов , А. И. Полухина , П.Н. Сигалева , А.В. Фролов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  В настоящей работе рассматривается численное моделирование нестационарного
  конвективно-кондуктивного теплообмена бесплатформенной инерциальной навигационной
  системы высокоманевренного летательного аппарата (БИНС ВЛА), разработанной в
  АО «ЦНИИАГ», с использованием расчётного комплекса ANSYS. Целью исследования явля-
  ется всесторонний анализ теплообменных процессов, характерных для функционирования
  прибора, в том числе взаимного пространственного влияния источников тепловых мощно-
  стей друг на друга, а также на блок чувствительных элементов. Моделирование теплооб-
  мена внутри герметичного корпуса прибора проведено для критических условий функцио-
  нирования (в рассматриваемом случае обусловлены нагревом элементов прибора) в сильно и
  слабо сопряжённой постановках с последующим сравнением результатов применения обо-
  их подходов. Для программной реализации каждого подхода были выбраны модули пакета
  прикладных программ ANSYS: Mechanical, CFX, System Coupling. Выбрана k-e модель тур-
  булентности воздуха с неявным учётом эффекта в пограничных слоях и корректировкой
  диффузии в сдвиговых течениях. Учтён внешний естественный теплообмен с окружаю-
  щим воздухом посредством задания конвективных граничных условий на внешние поверхно-
  сти прибора. Для получения численных значений коэффициентов теплоотдачи была при-
  нята во внимание ориентация каждой поверхности в пространстве благодаря использова-
  нию соответствующего коэффициента. С помощью расчёта термических сопротивлений
  были учтены потери мощности, возникающие ввиду наличия неровностей на поверхностях
  прибора в контактах между твердотельными компонентами с использованием термиче-
  ских сопротивлений фактического контакта и межконтактной прослойки. Графически
  представлены результаты моделирования деформированного состояния несущей системы
  прибора, возникающего вследствие действия несимметричного температурного поля в
  нагретом приборе. Проведён анализ полученных графиков. Определены показатели жёст-
  кости несущей системы прибора – углы отклонения взаимной ортогональности чувстви-
  тельных элементов, а именно акселерометров и датчиков угловой скорости (ВОГ – воло-
  конно-оптических гироскопов), возникающие вследствие тепловых деформаций. Получен-
  ные результаты позволили оценить технические решения по качеству теплоотвода от
  элементов плат в обход чувствительных элементов прибора, принятых на этапе компо-
  новки компонентов изделия.