Математичне моделювання теплофізичних процесів у бульбашці як елемента маскувальної завіси

Анотація

Чисельно досліджено рух бульбашки у потоці повітря з протіканням процесу теплообміну між повітрям, оболонкою бульбашки та підігрітим повітрям всередині бульбашки. Математичне моделювання проведено в програмному продукті Ansys Fluent. Приймалось, що нагнітання бульбашки відбувається у потік повітря, який має середню швидкість 3 м/с, а середня температура повітря складає 293 К. Розрахунок здійснювався для діаметрів бульбашок, що мають значення 3 мм та 5 мм. Товщина оболонки бульбашки, в середньому значенні дорівнювала 1 мкм. Приймалось, що в момент нагнітання бульбашки у потік повітря початкова температура підігрітого повітря, яким наповнена бульбашка, перевищує температуру навколишнього повітря у першому варіанті на 10 К та у другому варіанті на 30 К . Розраховано поле швидкості потоку повітря, що виникає всередині бульбашки під час її зовнішнього обтікання потоком зі швидкістю 3 м/с та коли зовнішнє повітря є нерухомим. Розраховано температуру поверхні бульбашки та поле векторів швидкості повітря. На підставі аналізу результатів моделювання визначено, що досягнення летючості бульбашки за рахунок підігрівання газу не є доцільним через короткий час охолодження повітря, який у розрахункових варіантах не перевищував 250 мс. Тому в статті визначено найбільш ефективний метод досягнення летючості бульбашки. Робимо загальний висновк, що наповнення газом з густиною є меншою густини повітря за однакових термодинамічних умов. Відмічені процеси мають увійти в основу механізму, який забезпечить високике значення тактичних маскувальних показників бронетанкового озброєння. Вказана функція має максимальну реалізацію в умовах застосування противником приладів нічного бачення. Зазначений напрям має здійснювати постійні кроки розвитку, що є протидією розвідувальним завданням противника. Матеріальна частина дослідження (газ та рідина) є вивчатись у взаємодії та підлягати експериментальному дослідженню. Цей напрям дослідження передбачає досягнення максимального ефекту в рамках протидії розвідувальним діям противника.