Мы используем cookie на нашем сайте. Оставаясь на сайте, Вы соглашаетесь с Политикой и с размещением файлов cookie на Вашем компьютере или мобильном устройстве с целью анализа использования сайта. Если Вы не хотите принимать условия использования файлов cookie, перечисленные в Политике, Вы можете отключить cookie в настройках Интернет-браузера. Если Вы не принимаете другие условия, перечисленные в Политике, Вы должны немедленно прекратить использование этого сайта.
Заведующий лабораторией, проф. РАН,
д.ф.-м.н. Терехов Владимир Викторович
Тематика лаборатории
Пристенные течения в сложных условиях
Тепломассообмен и динамические характеристики в двухфазных и газокапельных потоках
Структура течения и теплообмен в высокотурбулентных и отрывных течениях
Основные публикации
2022
Pakhomov M.A., Terekhov V.I. RANS modeling of turbulent flow and heat transfer in a droplet-laden mist flow through a ribbed duct // Water. – 2022. – V. 14. – № 3829. – DOI: 10.3390/w14233829.
Pakhomov М.А., Terekhov V.I. Droplet Evaporation in a Gas-Droplet Mist Dilute Turbulent Flow behind a Backward-Facing Step. Chapter of Monograph: Gas-Liquid Two-Phase Flow in the Pipe or Channel. Eds.: Maksim Pakhomov, Pavel Lobanov. // MDPI Ed. – 2022 – P. 21-36.
Lemanov V.V., Pakhomov M.A., Terekhov V.I., Travnicek Z. Non-stationary flow and heat transfer in a synthetic confined jet impingement // Int. J. Thermal Sci. – 2022. – V. 179. – № 107607.
Pakhomov M.A., Terekhov V.I. Modeling of heat transfer in a two-phase mist flow in diverging and converging axisymmetric duct wit sudden expansion // Energies. – 2022. – V. 15. – № 5861.
Pakhomov M.A. RANS simulation of the flow structure and heat transfer in a horizontal bubbly flow in a sudden duct expansion // J. Eng. Thermophys. – 2022. – V. 31 (3). – P. 429–440.
Terekhov V.I., Dyachenko A.Yu., Smulsky Ya.J., Sunden B. Intensification of heat transfer behind the backward-facing step using tabs // Thermal Science and Engineering Progress. – 2022. – V. 35. – № 101475.
Горбачев М.В., Макаров М.С., Сюзаев А.И., Терехов В.И. Экспериментальное исследование скорости капиллярного подъема водоспиртовых смесей на модифицированных поверхностях // Теплофизика и аэромеханика. – 2022. – Т. 29. – № 5. – С. 807-813.
Терехов В.И., Терехов В.В., Чохар И.А., Н. Ян Лун. Экспериментальное исследование структуры течения в одиночной траншейной лунке // Теплофизика и аэромеханика. – 2022. – Т. 29. – № 6. – С. 935-947.
Пахомов М.А., Филиппов М.В., Чохар И.А., Терехов В.И. Исследование тепловой эффективности пристенной газовой завесы при вдуве через отверстия в поперечной траншее // Теплофизика и аэромеханика, – 2022. – Т. 29 – № 6. – С. 883-893.
Золотухин А.В., Чохар И.А., Терехов В.И. «Экспериментальное исследование турбулентной структуры течения в ячейке решетчатой матрицы // Теплофизика и аэромеханика. – 2022. – Т. 29. – № 6. – С. 1071-1078.
Горбачев М.В., Терехов В.И. Сравнительный анализ схем тепломассообменных аппаратов косвенно-испарительного охлаждения воздуха // Доклады АН Высшей школы РФ. – 2022. – Т. 4 (57). – С. 18-28. – DOI: 10.17212/1727-2769-2022-14-18-28.
2021
Chokhar I.A., Dyachenko A.Yu., Pakhomov M.A., Philippov M.V., Terekhov V.I. Experimental study of the effect of a transverse trench depth on film cooling effectiveness // Case Studies Thermal Eng. – 2021. – V. 25. – № 100934.
Pakhomov M.A., Terekhov V.I. Droplet evaporation in a gas-droplet mist dilute turbulent flow behind a backward-facing step // Water. – 2021. – V. 13. – № 2333.
Pakhomov M.A., Zhapbasbayev U.K. RANS modeling of turbulent flow and heat transfer of non-Newtonian viscoplastic fluid in a pipe // Case Studies Thermal Eng. – 2021. – V. 28. – № 101455.
Terekhov V.I. Heat transfer in highly turbulent separated flows: a review // Energies. – 2021. – V. 14 (4). – № 1005.
Starinskaya E.M., Miskiv N.B., Nazarov A.D., Terekhov V.V., Terekhov V.I., Rybdylova O., Sazhin S.S. Evaporation of water/ethanol droplets in an air flow: experimental study and modelling // Int. J. Heat and Mass Transfer. – 2021. – V. 177. – № 121502.
Пахомов М.А., Терехов В.В., Филиппов М.В., Чохар И.А., Шаров К.А., Терехов В.И. Структура течения в пристенной газовой завесе при ее вдуве через круглые отверстия, расположенные в поперечной траншее // Теплофизика и аэромеханика. – 2021. – Т. 28. – № 3. – С. 331-341.
Ocheredko A.I., Pakhomov M.A., Terekhov V.V., Terekhov V.I. Numerical modeling of the flow patterns and heat transfer of a counter-flowing wall jet // J. Eng. Thermophys. – 2021. – V. 30. – №. 2. – P. 225-234.
Барсуков А.В., Терехов В.В., Терехов В.И. Влияние пассивного возмущения на структуру течения и теплообмен в отрывной области за обратной ступенькой // ТВТ. – 2021. – Т. 59. – № 1. – С. 126-132.
Viktor Terekhov, Aleksey Dyachenko. Yaroslav Smulsky. The Effect of Longitudinal Pressure Gradient on Heat Transfer in a Separated Flow Behind a Sudden Expansion of the Channel. // Heat Transfer Engineering. – 2021. – № 42:16. – Р. 1404-1416. – DOI: 10.1080/01457632. 2020. 1794634.
Терехов В.И., Шишкин Н.Е. Влияние поверхностно-активного вещества на интенсивность испарения подвешенных капель воды// Коллоидный журнал. – 2021. – T. 83. – № 1. – С. 107-113.
Пахомов М.А., Терехов В.И. Структура отрывного газокапельного течения и теплоперенос в осесимметричном конфузоре // Инженерно-физический журнал. – 2021. – Т. 94. – № 6. – С. 1507. – DOI 10.1007/s10891-021-02427-1.
2020
Lobanov P.D., Pakhomov M.A., Terekhov V.I. Experimental and numerical study of the flow and heat transfer in a bubbly turbulent flow in a pipe with sudden expansion. Numerical Simulation of Convective-Radiative Heat Transfer. // MDPI. Basel. – 2020. – P. 121-138.
Pakhomov M.A., Terekhov V.I. The effect of droplets thermophysical properties on turbulent heat transfer in a swirling separated mist flow // Int. J. Thermal Sci. – 2020. – V. 149. – № 106180.
Pakhomov M.A., Terekhov V.I. Numerical analysis of swirling turbulent droplet-laden flow and heat transfer in a sudden pipe expansion // Int. J. Heat Fluid Flow. – 2020. – V. 85. – № 108681.
Shishkin N., Terekhov V. The effect of liquid phase temperature and concentration on gas - droplet cooling efficiency // International Journal of Heat and Mass transfer. – 2020. – V. 153. – № 119639.
Terekhov V., Karpov P., Nazarov A., Serov A. Unsteady heat transfer at impinging of a single spray pulse with various durations // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2020. – V. 158. – № 120057.
Terekhov V., Gorbachev M., Khafaji H. Heat and mass transfer during ethanol evaporation on the walls of a flat channel at forced convection of humid air // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2020. – V. 156. – № 119821.
Pakhomov М.А. and Terekhov V. I. RANS Simulation of the Effect of Pulse Form on Fluid Flow and Convective Heat Transfer in an Intermittent Round Jet Impingement// Energies. – 2020. – V. 13. – № 4025.
Леманов В.В., Лукашов В.В., Шаров К.А. Переход к турбулентности через перемежаемость в инертных и реагирующих струях // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. – 2020. – № 6. – С. 50-59.
Ребров А.К., Емельянов А.А., Плотников М.Ю., Тимошенко Н.И., Терехов В.В., Юдин И.Б., Влияние расхода смеси газов на процесс синтеза алмазов из высокоскоростного потока сверхвысокочастотной плазмы // Прикладная механика и техническая физика. – 2020. – Т. 61. – № 5. – С. 158-167.
Бочкарева Е.М., Миськив Н.Б., Лукашов В.В. Особенности конвективной сублимации в газовых смесях // Теплофизика и аэромеханика. – 2020. – Т. 27. – № 6. – С. 883-890.
Жданов В.Л., Кухарчук И.Г., Терехов В.И. Поле скорости за пластиной, установленной во внутренней области турбулентного пограничного слоя // ИФЖ. – 2020. – Т. 93. – № 5. – С. 1278-1284.
Пахомов М.А., Терехов В.И. Структура газокапельного течения и теплоперенос при внезапном расширении осесимметричного диффузора // ПМТФ. – 2020. – Т. 61. – № 5. – С. 122-133.
2019
Pakhomov M.A., Terekhov V.I. Effect of evaporating droplets on flow structure and heat transfer in an axisymmetrical separated turbulent flow // Int. J. Heat and Mass Transfer. – 2019. – V. 140. – P. 767-776.
Serov A.F., Nazarov A.D., Mamonov V.N., Terekhov V.I. Experimental investigation of energy dissipation in the multi-cylinder Couette-Taylor system with independently rotating cylinders // Applied Energy. – 2019. – V. 251. – № 113362.
Lobanov P., Pakhomov M., Terekhov V. Experimental and numerical study of the flow and heat transfer in a bubbly turbulent flow in a pipe with sudden expansion // Energies. – 2019. – V. 12 (14). – № 2735.
Дьяченко А.Ю., Жданов В.Л., Смульский Я.И., Терехов В.И. Экспериментальное исследование теплообмена в отрывной области за обратным уступом при наличии табов // Теплофизика и Аэромеханика. – 2019. – Т. 26. – № 4. – С. 549-560.
Дубнищев Ю.Н., Арбузов В.А., Лукашов В.В., Шаров К.А., Леманов В.В. Исследование струйного горения водорода с помощью гильберт-диагностики // Автометрия. – 2019. – Т. 55. – № 1. – С. 21-25.
Терехов В.И., Шишкин Н.Е. Особенности процесса парообразования вблизи стенки, охлаждаемой газокапельной завесой // Теплофизика и Аэромеханика. – 2019. – Т. 26. – № 1. – С. 115-123.
В.Н. Мамонов, Н.Б. Миськив, А.Д. Назаров, А.Ф. Серов, В.И. Терехов Генерация тепла в мультицилиндровой системе Куэтта-Тэйлора// Теплофизика и Аэромеханика. – 2019. – Т. 26. – № 5. – С. 729-739. – DOI: 10.1134/S0869864319050068.
Жданов В.Л., Иванов Д.А., Смульский Я.И., Терехов В.И. Турбулентные характеристики развитого пограничного слоя в канале // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2019. – Т. 63. – № 5. – С. 627-632.
Pakhomov M.A. and erekhov V.I. Modeling of Flow Structure, Bubble Distribution and Heat Transfer in Polydispersed Turbulent Bubbly Flow Using the Method of Delta Function Approximation // J. of Engineering Thermophysics. – 2019. – V.28. – № 4. – Р. 453-471.
Основные результаты:
Установлено сильное влияние динамической и тепловой предыстории течения на структуру отрывного потока и пристенный тепломассоперенос. Увеличение толщины турбулентного пограничного слоя перед отрывом от ударного до стабилизированного может приводить к существенному росту масштаба зоны рециркулящии и снижению теплоотдачи. Это коренным образом отличается от механизма влияния предыстории в пограничных слоях без отрыва потока, где ее влияние быстро вырождается из-за интенсивного смешения вблизи стенки.
Численные исследования интенсификации турбулентного теплообмена одиночными двумерными преградами различной формы показали, что наиболее высокий уровень теплогидравлической эффективности имеют цилиндрические впадины, а наименьший – одиночные ребра. Иные формы – квадратные и прямоугольные призмы, полуцилиндры и другие – занимают промежуточные значения. Полученные данные могут быть использованы в оптимизационном дизайне поверхностей с интенсифицированным теплообменом.
Впервые выполнено комплексное экспериментальное и численное исследование газокапельной пристенной завесы на адиабатической поверхности. Показано значительное увеличение теплозащитных свойств при использовании двухфазной пристенной струи (до 2,5 раз по сравнению с однофазным режимом). Увеличение температуры основного потока приводит к уменьшению эффективности завесы (до 30-40 %). Важную роль при этом играют процессы осаждения на стенку частиц жидкости из пристенных газокапельных струй в вертикальной трубе. Установлено, что для области инерционного осаждения, в пристенной струе поперечный поток массы, в отличие от данных по стабилизированному течению в трубах, снижается с ростом времени релаксации частиц и зависит от концентрации жидкой фазы.
Впервые проведено комплексное изучение структуры течения и теплоотдачи при струйном охлаждении преграды в виде сферической каверны в широком диапазоне чисел Рейнольдса и расстояний между соплом и преградой. Установлено, что регулируя отношение диаметров сопла и углубления можно как уменьшить, так и увеличить величину локальных значений плотности теплового потока. Полученные результаты позволяют объяснить механизм повышения ресурса работы плазменных генераторов при использовании электродов со сферическими углублениями и послужат основой для создания инженерных методов расчета высокоэффективных систем конвективного охлаждения энергооборудования.
Численное исследование структуры турбулентного течения и тепломассопереноса в газокапельном отрывном течении за внезапным расширением трубы показано существенное влияние частиц на структуру потока и его турбулентность. Обнаружен эффект накопления дисперсной фазы в рециркуляционной области и немонотонный характер поведения теплообмена в зависимости от числа Стокса дисперсной фазы.
Цикл численных исследований течения и теплообмена пульсирующих газокапельных импактных струй показал широкий предел изменения интенсивности теплоотдачи в зависимости от параметров двухфазной струи (частоты импульсов, их формы и длительности, а также размеров капель и числа Рейнольдса), включая режимы подавления и интенсификации теплообмена по сравнению с истечением стационарной струи.
Экспериментальные исследования скорости испарения капель показали, что присутствие наночастиц (концентрация K ~ 0,1 %) в базовой жидкости (вода) практически не сказывается на закономерностях тепло - и массопереноса. Добавка же поверхностного активного вещества к дистиллированной воде приводит к существенному снижению скорости испарения.
Показано, число Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода в круглых и плоских затопленных дозвуковых струях воздуха в диапазоне чисел Рейнольдса 100-6000 может достигать значений на два-три порядка превышающих принятые в литературе. Для определения зоны ламинарно-турбулентного перехода использовано число Рейнольдса, рассчитанное по параметрам в начальном сечении струи и линейному размеру – координате перехода. Этот критерий заметно отличается для плоских и круглых затопленных струй и он постоянен во всем диапазоне чисел Рейнольдса струи.
Исследован механизм управление процессами тепломассопереноса при интерференции двух разномасштабных отрывных течений. Продемонстрировано существенное влияние вихревой пелены с повышенной турбулентностью, рождаемой маломасштабной преградой, на вихреобразование и теплообмен в отрывной области за уступом или в каверне, которая при попадании в область основного вихря изменяет его характеристики и сокращает область рециркуляции. Показано, что коэффициент давления в области отрыва снижается, а максимальное значение коэффициента теплоотдачи возрастает по сравнению со случаем отсутствия вихревого мини - генератора.
Экспериментально изучены особенности течения и теплообмена кольцевой импактной струи. Развитие в осевой области кольцевых струй интенсивных турбулентных пульсаций приводят к росту теплообмена между струей и преградой. Отмечена высокая теплоотдача при небольшом расстоянии от сопла до преграды S/d0 = 2, что не типично для круглых струй. Как показывает анализ, это вызвано интенсивными пульсациями, которые развиваются во внутреннем тороидальном слое смешения уже при таком расстоянии.
Изучены пределы изменения трения и теплообмена в турбулентных отрывных потоках за обратным уступом на проницаемой стенке при наличии вдува или отсоса. Как и в классическом пограничном слое на проницаемой поверхности трение и теплоотдача снижаются при вдуве и возрастают при отсосе. При этом размер отрывной области, напротив, увеличивается с ростом параметра вдува и сокращается при отсосе. Важным для инженерной практики является вывод о возможности использования для оценок максимального или среднего теплообмена соотношений асимптотической теории пограничного слоя.
Прикладные разработки
Разработан многофункциональный пневматический малогабаритный эжектор с радиальным выпуском сжатого воздуха и использующий эффект Коанда с коэффициентом эжекции К > 40 и дальнобойностью выхлопной струи ~15 - 20 м. Для эффективного пылеподавления и орошения стенок забоя используется распыл мелкодисперсного водного аэрозоля с расходом 80 г/с. Длина эжектора 675 мм, диаметр горловины 50 мм, масса 4,5 кг, производительность 22 м3/мин, расход сжатого воздуха 0.5 м3/мин, давление на входе до 0.6 МПа. Эжектор предназначен для проветривания тупиковых выработок длинной 25-30 м при проходке взрывным методом, для предотвращения местных и слоевых скоплений метана, а также для вынужденного проветривания при загромождении штреков транспортными средствами. Имеются заявки – заказы на поставку 250 изделий горно-рудных и угольных шахт Сибирского региона- рудников Горной Шории и Хакасии, шахт ОАО «Южкузбассуголь», «Прокопьевскуголь» и др. (заявка ОАО «ЕВРАЗ» от 02.04.2009 г.). Разработаны рабочие чертежы на ЭПДМ, изготовлены опытные образцы, которые прошли эксплуатационно – промышленных испытаний на шахте Таштагольская под надзором Госинспекции Ростехнадзора РФ, по результатам которых получено положительное заключение и дано разрешение на сертификацию. В настоящее время ЭПДМ находится в стадии экспертизы ТУ и регистрации каталожного листа.
Проведен цикл натурных исследований внешней аэродинамики и теплоотдачи дымовых труб крупных тепловых станций различных регионов Сибири. Установлены основные причины формирования дефектов в несущем стволе трубы за счет инфильтрации горячих и агрессивных продуктов сгорания сквозь стенки несущих конструкций. Натурные исследования теплоотдачи, проведенные на трубе ТЭС-5 Новосибэнерго по образующей трубы в режиме транскритического обтекания (Re = 1Е7) показали существенное отличие от классических результатов поперечного обтекания цилиндра. На основе обобщения экспериментального материала по исследованию характера обтекания круглого цилиндра в потоке воздуха и конвективного теплообмена разработаны методики тепло-аэродинамического расчета и термографии дымовых труб, учитывающие ветровое воздействие. Описаны отдельные климатологические аспекты длительных условий эксплуатации дымовых труб ТЭС. Результаты исследований внедрены в ООО «РЭТ» в виде методики обследования и обработки результатов тепловизионных съемок труб тепловых станций.
Разработан теплогенератор на основе многоцилиндровой системы Тейлора-Куэтта для прямой конверсии механической энергии в теплоту при низких скоростях вращения и высокой удельной мощности. На конструкцию и состав установки получен патент, макетный образец установки был испытан в натурных условиях, разработаны основы для проектирования ТГ на заданные параметры.
Созданы теоретические основы инженерных расчетов характеристик тепломассообменных аппаратов косвенно-испарительного типа. Показаны преимущества подобных устройств при использовании их в системах кондиционирования воздуха при вариации условий окружающей среды применительно к различным климатическим условиям: сухому и жаркому, условиям типичным для средней полосы России, а также к влажным субтропикам. Подобраны оптимальные режимы работы испарительных охладителей для этих условий.
Проведен комплекс экспериментальных исследований аэродинамики и теплообмена моделей зданий и сооружений различной формы. Изучены процессы интерференции отрывных потоков моделей, расположенных в тандеме. Показаны особенности формирования потоков, динамических нагрузок и теплоотдачи в зависимости от расположения зданий в квартальной застройке. Даны практические рекомендации для снижения ветровых нагрузок и теплопотерь при архитектурных проработках новых микрорайонов.
СЕМИНАРЫ "Термогазодинамика и турбулентность"
17 ноября 2023 г. Тема семинара: «Исследование нестационарных режимов конвективного теплопереноса в замкнутых вращающихся областях при наличии локальных источников энергии» (представление кандидатской диссертации). Докладчик: Михайленко Степан Андреевич м.н.с. научно-исследовательской лаборатории моделирования процессов конвективного тепломассопереноса ТГУ.
7 ноября 2023 г. Тема семинара: «NanoJet technologies for precise material modification». Докладчик: Старинский Сергей Викторович д.ф.-м.н., с.н.с. лаборатории физико-химических процессов в энергетике Института теплофизики им. С.С.Кутателадзе СО РАН.
18 августа 2023 г. Тема семинара: «Экспериментально-теоретическое исследование влияния геометрии биканальных систем генератора звука Гартмановского типа на их амплитудно-частотные характеристики» (представление кандидатской диссертации). Докладчик: Примаков Антон Вадимович (ИТПМ СО РАН).
28 апреля 2023 г. Тема семинара: «Аэродинамика и теплообмен на поверхностях с траншейными лунками». Докладчик: Никита Ян Лун инженер-исследователь лаборатории термогазодинамики Института теплофизики им. С.С.Кутателадзе СО РАН.
07 апреля 2023 г. Тема семинара: «Микро/наномоторы: принципы движения и приложения». Докладчик: Кичатов Б.В. д.т.н., ведущий научный сотрудник лаборатории активных коллоидных систем ФГБУН Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук.
22 февраля 2023 г. Тема семинара: «Фазоизменяемые материалы и их использование для регулирования нестационарных тепловых процессов». Докладчик: Низовцев Михаил Иванович доктор технических наук, главный научный сотрудник лаборатории термогазодинамики Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.
3 февраля 2023 г. Онлайн-семинар по представлению материалов диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук по специальности 1.1.9. – «Механика жидкости, газа и плазмы». Тема семинара: «Численное моделирование обтекания тел сверхзвуковыми потоками с твердыми частицами». Докладчик: Способин Андрей Витальевич (Национальный исследовательский университет МАИ, г. Москва). Доклад посвящён численному моделированию обтекания затупленного тела сверхзвуковым потоком газа с твёрдыми частицами. В первой части доклада представлена модель двухфазного ударного слоя, которая учитывает столкновения между частицами, вращение частиц, обратное влияние частиц на несущий газ. Рассматривается роль различных факторов с точки зрения воздействия потока на обтекаемую поверхность. Вторая часть работы посвящена численному моделированию наблюдаемого в стендовых экспериментах изменения течения в ударном слое под влиянием одиночных крупных частиц. Подробнее с диссертацией и авторефератом на неё можно ознакомиться на сайте МАИ https://mai.ru/events/defence/doctor/index.php?ELEMENT_ID=169645.
20 января 2023 г. Тема семинара: «Обзор задач и экспериментальных методов в области аэродинамики и теплообмена пульсирующих течений». Докладчик: Назаров Никита Андреевич инженер лаборатории термогазодинамики Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.
13 января 2023 г. Тема семинара: «Уравнения динамики гетерогенной среды с использованием "микроскопического" подхода. Волновые уравнения для жидкости с пузырьками. Резонансные солитоны». Докладчик: Огородников Игорь Александрович кандидат физико-математическх наук, младший научный сотрудник лаборатории термогазодинамики Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.