Аэродинамика сверхзвукового пространственного обтекания затупленных тел при наличии осложняющих факторов

• Автор: Пахомов, Федор Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 219 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1.1. Обзор результатов по исследованию процесса вдува с поверхности тел, обтекаемых сверхзвуковым потоком
1.2. Краткий обзор публикаций по исследованию сверхзвукового обтекания тел при наличии нагретых областей и ударных волн в набегающем потоке
2. АЭРОДИНАМИКА СВЕРХЗВУКОВЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ ПРИ СИЛЬНОМ ЛОКАЛИЗОВАННОМ ВДУВЕ С ПОВЕРХНОСТИ
2.1. Стационарное обтекание при локализованном вдуве с поверхности
2.1.1. Особенности обтекания тела степенной формы
2.1.2. Обтекание тела с выпукло-вогнутой образующей
2.2. Аэродинамика переходных процессов при пространственном обтекании тел со вдувом
2.2.1. Возникновение и развитие сильного локализованного вдува с первоначально непроницаемой поверхности тела, обтекаемого под углом атаки. Нестационарные аэродинамические характеристики в результате отключения системы подачи газа в ударный слой.
2.2.2. Эволюция течения в передней отрывной зоне при переходе от осесимметричного обтекания к пространственному
2.3. Влияние вдува на аэродинамические характеристики тел большого удлинения
3. ВЛИЯНИЕ ВДУВА ГАЗА С ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА НА ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ТЕМПЕРАТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТЬЮ В СВЕРХЗВУКОВОМ ПОТОКЕ
3.1. Взаимодействие с непроницаемой поверхностью
3.2 Размер проницаемого участка больше размера неоднородности.
3.3. Размер проницаемого участка меньше размера неоднородности.
3.4. Анализ результатов

4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ АЭРОДИНАМИКА ЗАТУПЛЕННЫХ КОНУСОВ ПРИ НАЛИЧИИ ОСЛОЖНЯЮЩИХ ФАКТОРОВ В НАБЕГАЮЩЕМ СВЕРХЗВУКОВОМ ПОТОКЕ
4.1. Пространственное взаимодействие затупленного конуса с нагретой областью в сверхзвуковом потоке при наличии вдува
и нулевом угле атаки
4.2. Взаимодействие непроницаемого конуса с локальными нагретыми областями, движущимися под углами атаки
4.3. Взаимодействие с плоской ударной волной
5. ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МОДЕЛЕЙ В ОТСУТСТВИЕ И ПРИ НАЛИЧИИ ПАДАЮЩЕЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ В НАБЕГАЮЩЕМ СВЕРХЗВУКОВОМ ПОТОКЕ
5.1. Динамическая устойчивость модели при взаимодействии с падающей ударной волной
5.2. Динамическая устойчивость модели в невозмущенном набегающем потоке
5.3. Динамическая устойчивость модели удлиненного конуса в зависимости от положения центра тяжести
6.СВЕРХЗВУКОВОЕ ОБТЕКАНИЕ ЗАТУПЛЕННЫХ ТЕЛ СО СЛОЖНЫМИ ОБВОДАМИ
6.1 Сверхзвуковое обтекание тел знакопеременной кривизны
6.2 Оценка аэродинамических свойств тонких конусов с асимметричной формой затупления на основе метода «осесимметричной аналогии»
6.2.1 Краткое описание и апробация метода «осесимметричной аналогии»
6.2.2 Некоторые результаты по аэродинамики длинных тонких конусов с асимметричной формой затупления
7. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА С.К. ГОДУНОВА К РАСЧЕТУ СВЕРХЗВУКОВОГО ОБТЕКАНИЯ ЗАТУПЛЕННЫХ ТЕЛ
7.1. Разностная схема метода С.К. Годунова для расчета осесимметричного сверхзвукового обтекания затупленных тел

7.1.1. Основные этапы реализации разностной схемы (12) применительно к задачам сверхзвукового обтекания затупленных тел
7.1.2. Построение разностной сетки
7.1.3. Расчет площадей
7.1.4. Задание начальных и граничных условий и их реализация
7.1.5. Порядок обезразмеривания задачи
7.1.6. Расчет шага по времени
7.1.7. Тестовые проверки программы
7.2. Разностная схема метода С.К. Годунова для расчета пространственного обтекания затупленных тел
7.2.1. Вычисление объемов и площадей
7.2.2. Тестирование программы для расчета пространственных течений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Копии авторских свидетельств
Приложение 2. Копии актов внедрения программ
2.1. Акт внедрения программы, реализующей метод «осесимметричной аналогии»
2.2. Акт внедрения программы расчета пространственного сверхзвукового обтекания затупленных тел
Приложение 3. Грамота Министерства образования РФ
Приложение 4. Программа для расчета сверхзвукового осесимметричного обтекания затупленных тел
4.1. Файл данных
4.2. Файл результатов
4.3. Расчетная программа
Приложение 5. Программа расчета пространственного сверхзвукового обтекания затупленных тел
5.1. Файл данных
5.2. Файл результатов
5.3. Расчетная программа

Рисунок 2.11 - Картины течения при возникновении вдува с поверхности
Левая картинка характеризуется тем, что слой вдуваемого газа еще тонок и вызванные им возмущения не достигли поверхности головной ударной волны. В результате происходит сжатие газа в ударном слое и слое вдува, приводящее к повышению давления на проницаемый участок поверхности тела. Процесс сжатия продолжается до тех пор, пока ударная волна не начнет удаляться от тела (правая картинка на рисунке 2.11). Начальное перемещение волны происходит преимущественно напротив проницаемого участка с образованием, вследствие этого, перегиба ее поверхности на наветренной стороне. По мере выхода течения на стационарный режим (Рисунок 2.2), отход ударной волны продолжает увеличиваться, исчезает точка перегиба на ее поверхности, давление в ударном слое и слое вдува падает и становится у поверхности тела меньше, чем в отсутствии вдува.
Указанные особенности течения находят свое отражение в изменении АДХ по времени. На рисунке 2.12,а приведены зависимости коэффициентов осевой силы Са нормальной силы Сдг, момента тангажа т/ относительно передней точки тела и центра давления Со от числа шагов по времени N.