Численное моделирование внешних и внутренних отрывных течений вязкого газа

• Автор: Мышенков, Евгений Витальевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 333 с. : ил.

ГЛАВА 1. СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ И РАЗНОСТНАЯ СХЕМА
1.1. СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ РЕЙНОЛЬДСА И МОДЕЛЬ ТУРБУЛЕНТНОСТИ
1.2. РАЗНОСТНАЯ СХЕМА ТИПА ЕИО
1.3. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ
1.4. ЗАКОН СТЕНКИ
1.5. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛАМИНАРНОГО БОКОВОГО ОТРЫВА, ВЫЗВАННОГО СТРУЕЙ МАРШЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
2.2. ТРИ РЕЖИМА БОКОВОГО ОТРЫВА, ВЫЗВАННОГО СТРУЕЙ
2.3. ФОРМИРОВАНИЕ ЛАМИНАРНОГО БОКОВОГО ОТРЫВА
2.4. ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ НЕРАСЧЕТНОСТИ СТРУИ
2.5. ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА РЕЙНОЛЬДСА НАБЕГАЮЩЕГО ПОТОКА
2.6. ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА МАХА НАБЕГАЮЩЕГО ПОТОКА
2.7. ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ ГАЗА СТРУИ
2.8. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СТРУИ
2.9. ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА МАХА СТРУИ
2.10.ОБЛАСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ РЕЖИМОВ ТЕЧЕНИЯ
2.11.0 ЛАБОРАТОРНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ БОКОВОГО ОТРЫВА
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ДОННОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ СТРУИ
3.1. РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО ОБТЕКАНИЯ И ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МОДЕЛИ И СТЕНКАХ СОПЛА
3.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О ТЕЧЕНИИ В ДОННОЙ ОБЛАСТИ
3.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
ГЛАВА 4. МЕТОД ИНТЕРАКТИВНОЙ АДАПТАЦИИ СЕТКИ
4.1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕГУЛЯРНЫХ И НЕРЕГУЛЯРНЫХ СЕТОК
4.2. СТРУКТУРА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ В МЕТОДЕ ИНТЕРАКТИВНОЙ АДАПТАЦИИ СЕТКИ
4.3. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ СЕТКИ
4.4. РАСЧЕТ ДОННОГО И БОКОВОГО ОТРЫВА С АДАПТАЦИЕЙ СЕТКИ
4.5. АДАПТАЦИЯ СЕТКИ В РАСЧЕТЕ СОПЛА С ВНЕЗАПНЫМ СУЖЕНИЕМ
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ТЕЧЕНИЯ В СОПЛЕ ЛАВАЛЯ С ВНЕЗАПНЫМ СУЖЕНИЕМ ДОЗВУКОВОЙ ЧАСТИ С УЧЕТОМ ВЯЗКОСТИ
5.1. ПРОФИЛИРОВАНИЕ СОПЕЛ С ВНЕЗАПНЫМ И ПЛАВНЫМ СУЖЕНИЕМ
5.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О ТЕЧЕНИИ В СОПЛЕ С УЧЕТОМ ВЯЗКОСТИ
5.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
ГЛАВА 6. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ИЗ КУМУЛЯТИВНОГО СОПЛА С ПЛОСКОЙ ТАРЕЛЬЮ
6.1. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ИЗ КУМУЛЯТИВНОГО СОПЛА С ПЛОСКОЙ ТАРЕЛЬЮ В РАМКАХ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА
6.1.1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
6.1.2.СХЕМА ТЕЧЕНИЯ
6.1.3.МЕТОДИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
6.1.4.ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА РЕЙНОЛЬДСА
6.1.5.ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ НЕРАСЧЕТНОСТИ
6.1.6.ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ ГАЗА СТРУИ
6.1.7.ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СТРУИ

6.1.8.ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ РАСШИРЕНИЯ СОПЛА
6Л.9.ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ПОТОКА НА СРЕЗЕ СОПЛА
6.2. РАСЧЕТ ТЕЧЕНИЯ В КУМУЛЯТИВНОМ СОПЛЕ С ПЛОСКОЙ ТАРЕЛЬЮ В РАМКАХ УРАВНЕНИЙ РЕЙНОЛЬДСА
6.2.1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
6.2.2.СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЯ
6.2.3.ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ НЕРАСЧЕТНОСТИ
6.2.4.ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ РАСШИРЕНИЯ СОПЛА
6.2.5.ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ
ГЛАВА 7. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В КУМУЛЯТИВНОМ СОПЛЕ С ЦЕНТРАЛЬНЫМ ТЕЛОМ
7.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
7.2. ГАЗОДИНАМИКА И КАРТИНА ТЕЧЕНИЯ В СОПЛЕ С ЦЕНТРАЛЬНЫМ ТЕЛОМ
7.3. ВЛИЯНИЕ ДЛИНЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ТЕЛА
7.4. ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ НЕРАСЧЕТНОСТИ
7.5. ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛАМИНАРНОГО БОКОВОГО ОТРЫВА, ВЫЗВАННОГО СТРУЕЙ МАРШЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
С подъемом летательного аппарата (ЛА) угол расширения факела струи его маршевого двигателя из-за понижения давления окружающей среды существенно увеличивается. В результате взаимодействия обтекающего ЛА потока воздуха с расширяющейся выхлопной струей на боковой поверхности аппарата образуется отрывная область с повышенным давлением. При отклонении от нулевого угла атаки ЛА вследствие несимметричности отрывной области на наветренной и подветренной сторонах это может породить антидемпфирующий момент [7]. С другой стороны, в отрывную область проникают газы выхлопной струи, смешиваются с воздухом и догорают, вызывая повышение температуры газа отрывной области и прилегающей поверхности аппарата. Таким образом, образование отрывной области на поверхности ЛА может существенно повлиять на аэродинамические и теплофизические характеристики аппарата, особенно при полете под углом атаки.
Исследованию отрыва потока на боковой поверхности летательного аппарата, вызванного истекающей из его кормовой части струей маршевого двигателя при полете на больших высотах, посвящено значительное количество экспериментальных и теоретических работ [92-112]. Проведенные исследования позволили установить зависимость газодинамических и геометрических характеристик отрывной области от параметров набегающего потока и струи. На основе экспериментальных данных разработаны упрощенные модели течения, позволившие получить ряд важных результатов. По техническим причинам эти исследования были выполнены в основном при небольших степенях нарасчетности струи маршевого двигателя.
Первые исследования данной проблемы были опубликованы в 1950-х годах. Карье и Сирье [93, 94] провели теоретические и экспериментальные иссле-