Отримано найбільш точну та детальну з усіх відомих у літературі базу даних для розрахунку числа Нусельта для ламінарного режиму та степеневого радіального розподілу температурного напору між поверхнею диска та зовнішнім потоком. Розрахунки є результатом точного числового розв'язку рівнянь руху й енергії з використанням програми Mathcad. Показано, що використані автомодельні функції та змінні можна отримати чисто формальним шляхом, використовуючи групи Лі.

Проаналізовано ударнохвильові процеси, що виникають під час затікання нерозрахованого надзвукового струменя в порожнину зі змінною геометрією донної частини. Надано рекомендації щодо конфігурації донної частини резонатора з метою підвищення ефекту тепловиділення.

Ключ. слова: сопло, поток, полное давление, сверхзвук, акустика, излучение, пик, спектр.
Індекс рубрикатора НБУВ: В253.330.730.44

Рубрики:

Струмені. Швидкість надзвукова < Аеро- і газодинаміка >

Шифр НБУВ: Ж69254 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто один з видів газодинамічних втрат за течії газу в надзвукових соплах, пов'язаний з нерівномірністю розподілу параметрів і непаралельністю потоку осі в горлі сопла. Наведено метод розрахунку дійсних параметрів потоку, що базується на квазіодновимірному розгляді течії газу, у характерних перерізах надзвукових сопел за відомого коефіцієнта витрати газу в них. Розглянуто питання про придатність одержаних результатів.

Рассмотрен один из видов газодинамических потерь при течении газа в сверхзвуковых соплах, связанный с неравномерностью распределения параметров и непараллельностью потока оси в горле сопла. Приведен метод расчета действительных параметров потока, базирующийся на квазиодномерном рассмотрении течения газа, в характерных сечениях сверхзвуковых сопл при известном коэффициенте расхода газа в них. Рассмотрен вопрос о применимости полученных результатов.

One of kinds gas dynamics losses is considered with a gas flow in supersonic nozzles, connected with non-uniformity of distribution parameters and non-parallel of a flow of an axis in a throat nozzle. The method of calculating of the valid parameters of a flow based in quasi-one-dimensional statement of a gas flow, in characteristic sections supersonic nozzles is given with known flow coefficient of gas in them. The question on applicability of the received results is considered.

Приведены картины течения перед препятствием с инжекцией в отрывную зону через отверстия на передней образующей препятствия. Установлены основные физические особенности отрывного течения и влияние инжекции на характерные параметры отрыва, которые необходимо учитывать при расчете локальных и интегральных характеристик возмущения сверхзвукового потока.

В рамках упрощенной математической модели проведены расчетные оценки влияния турбулентного перемешивания на характеристики частиц в вязкой сверхзвуковой двухфазной струе, истекающей в затопленное пространство. В результате анализа расчетных данных можно заключить, что получение однородного высокоскоростного потока расплавленных частиц на расстояниях, превышающих длину основного участка турбулентной струи, проблематично.

Розглянуто взаємодію та вплив різних факторів і фізичних ефектів на плівкове охолодження: орієнтацію та форму отворів, протяжних вихорів, пульсацій потоку та їх вплив на вихорі, стисливості та змінюваності властивостей потоку, ударних хвиль, вхідного пристрою, трансзвукової течії в основному потоці. Розглянуто також вплив плівкового охолодження на втрати змішування.

Для исследования пространственного обтекания вертикального клина на пластине использованы трехмерные уравнения Навье - Стокса, записанные в произвольных криволинейных координатах. Рассмотрено влияние охлаждения и подогрева обтекаемой поверхности на структуру и характеристики пространственного отрыва сверхзвукового ламинарного пограничного слоя, вызванного скользящим скачком уплотнения. Показано существенное влияние температурного фактора на параметры трехмерного отрыва.

Выполнен анализ влияния термогазодинамических параметров впрыскиваемой жидкости и сверхзвукового потока на скорость и полноту выделения энергии и создание управляющих сил в сопле камеры жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) при несимметричной инжекции в сверхзвуковой поток "холодных" и вскипающих (перегретых) компонентов топлива инертных и химически реагирующих с набегающим потоком. Определены нелинейности в зависимостях боковых сил, возникающих в сопле, от величины расхода впрыскиваемых в сверхзвуковой поток компонентов топлива.

Развивается один из алгоритмов реализации метода пробных частиц для исследования сверхзвукового обтекания тел в потоке разреженного газа. Построены эффективные численные схемы и создано необходимое программное обеспечение для исследования аэрогазодинамических характеристик различных тел, включая трехмерные, в широком диапазоне расчетных параметров. Работоспособность предложенного алгоритма демонстрируется на примере обтекания сферы в переходном режиме обтекания. Приведены результаты сравнения с экспериментальными данными. Представлены результаты численных исследований аэродинамических характеристик 2-й и 3-й ступеней ракетоносителя космического ракетного комплекса "Циклон-4" на начальных участках входа в плотные слои атмосферы Земли.

Рассмотрено влияние охлаждения и подогрева обтекаемой поверхности, а также распределенного вдува и отсоса на структуру сверхзвукового отрывного течения. Исследования выполнены численно на основании двумерных осредненных уравнений Навье - Стокса, замкнутых с помощью однопараметрической модели турбулентности Спаларта - Аллмараса. Предложены полуэмпирические зависимости для определения положений точек отрыва и влияния вверх по потоку.

Рассмотрена тонкая пластинка конечной длины, обтекаемая сверхзвуковым потоком газа. Масса пластинки пренебрегается, но принимается, что на шарнирно опертых кромках пластинки имеются сосредоточенные массы. Определены критические скорости обтекания, приводящие к флаттерной неустойчивости.

Рассмотрены особенности численного моделирования газодинамических параметров в окрестности тел различной геометрической формы, обтекаемых сверхзвуковым потоком сильно разреженного газа. В качестве тестовой задачи выбрано обтекание диска, расположенного перпендикулярно набегающему потоку. Получены точные аналитические выражения для расчета концентрации молекул на оси симметрии диска, включая донную область.

Описаны расчетные модели течения в камерах смешения эжекторов при сверхзвуковом течении эжектирующего газа. Рассмотрены модель "узкого канала", балансовая модель и модель вязко-невязкого взаимодействия. В рамках последней модели течение в сверхзвуковой струе описано уравнениями невязкого течения, течение в дозвуковом эжектируемом потоке - уравнениями пограничного слоя. Для сращивания решений этих уравнений использованы полученные обобщенные уравнения вязко-невязкого взаимодействия. Для описания смешения использованы модели турбулентности Секундова, Лаудера - Сполдинга и Ментера. Приведены результаты расчетов с использованием модели "узкого канала" и балансовой модели, иллюстрирующие влияние отношения полных давлений и температур эжектирующего и эжектируемого потоков на коэффициент эжекции, степень разрежения во входном сечении, распределение давления вдоль камеры смешения и длину зоны смешения. В рамках модели вязко-невязкого взаимодействия определены параметры критической работы эжектора.

Сформулирован алгоритм решения упрощенных уравнений вязкого слоя для расчета турбулентного течения в канале при взаимодействии сверхзвуковой струи со спутным дозвуковым потоком. Составной частью алгоритма является метод глобальных итераций по давлению. На каждой итерации поле течения рассчитывается маршевым методом от начального сечения. Сравнение результатов решения тестовых задач с имеющимися в литературе результатами численных расчетов и экспериментальными данными подтверждает работоспособность алгоритма.

Індекс рубрикатора НБУВ: В253.330.730.56

Рубрики:

Обтікання тіл. Потік. Середовище газ. Швидкість надзвукова < Аеро- і газодинаміка >

Шифр НБУВ: Ж16745 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено моделі тепломасообміну та гідродинаміки у ламінарних і турбулентних струменевих потоках. Запропоновано математичну гомогенну модель гідродинаміки двофазного ламінарного струменя, яка містить повну тривимірну систему рівнянь Нав'є - Стокса та враховує вплив сил поверхневого натягу. Це дозволило не задавати просторову конфігурацію поверхні розділу фаз, а розраховувати її положення. За цього основним припущенням даної моделі є взаємне непроникнення фаз. Проведено числові (з використанням запропонованої моделі) й експериментальні дослідження впливу параметрів вимушених коливань на монодисперсність результуючого потоку крапель. Числове моделювання проведено для вертикального та горизонтального струменів. Розпад вертикального струменя змодельовано у вісесиметричній, а горизонтального - у тривимірній постановках. Досліджено вплив частоти й амплітуди коливань на розміри крапель, що утворюються. Визначено вплив параметрів коливань на довжину ділянки струменя, що не розпалася. Проведено моделювання гідродинамічних процесів цитокінезу. Одержані результати добре збігаються з експериментальними даними. На підставі результатів числових досліжень наведено рекомендації щодо оптимізації режимів змушеного дроблення у технологічному обладнанні. З використанням методу ренормалізаційної групи розроблено математичну модель турбулентності, що враховує ультрафіолетову частину спектра енергії турбулентності. З використанням запропонованої моделі турбулентності виконано числові дослідження впливу кута нахилу на осереднені та пульсаційні гідродинамічні характеристики коливного турбулетного імпактного

  Скачати повний текст

Досліджено взаємодію ударних хвиль з примежовим шаром за наявності тепло- та масообміну з обтічною поверхнею. Розроблено програмно-методичне забезпечення моделювання надзвукових течій на основі повних нестаціонарних тривимірних і спрощених осереднених за Рейнольдсом рівнянь Навьє - Стокса стисливого газу, записаних у довільних криволінійних координатах. Запропоновано модифікації неявних підвищеної точності та змішаних явно-неявних скінченнорізницевих алгоритмів з використанням компактних апроксимацій четвертого порядку. Проведено порівняльний аналіз впливу тепло- та масообміну на структуру дво- та тривимірних надзвукових відривних течій, викликаних взаємодією ударної хвилі з примежовим шаром. Отримано залежності для параметрів подібності відривних надзвукових течій від умов тепло- та масообміну з обтічною поверхнею. Показано, що механізм впливу теплообміну на структуру надзвукових відривних течій є фактично однаковим для двовимірних та тривимірних випадків. З'ясовано, що можливості керування відривом потоку за допомогою теплообміну в просторових течіях незначні в порівнянні з двовимірними течіями.

Численно исследовано течение турбулентной нерасчетной сверхзвуковой струи в спутном дозвуковом потоке в канале. Алгоритм расчета основан на последовательном решении упрощенных уравнений вязкого слоя в начальной области течения и уравнений "узкого канала" вниз по потоку. Сращивание решений осуществляется в сечении выравнивания давления в поперечном направлении. Проанализировано влияние изменения площади поперечного сечения канала на торможение струи. Приведены расчетные зависимости среднемассового полного давления вдоль канала от угла наклона его стенки.