Доставка любой диссертации в формате PDF и WORD за 499 руб. на e-mail - 20 мин. 800 000 наименований диссертаций и авторефератов. Все авторефераты диссертаций - БЕСПЛАТНО
Рыжов, Александр Александрович
01.02.05
Кандидатская
2015
Жуковский
101 с. : ил.
Стоимость:
499 руб.
Оглавление
Введение
1 Постановка задачи прямого численного моделирования развития неустойчивых возмущений
1.1 Постановка задачи
1.1.1 Уравнения Навье-Стокса
1.1.2 Граничные и начальные условия
1.2 Численный метод решения уравнений Навье-Стокса
1.2.1 Аппроксимация дифференциальных уравнений
1.2.2 Решение нелинейных сеточных уравнений
1.2.3 Решение систем линейных алгебраических уравнений
1.3 Способ получения поля течения
1.4 Расчетная сетка
1.5 Выводы
2 Восприимчивость гиперзвукового пограничного слоя к температурным пятнам
2.1 Моделирование поля среднего течения
2.2 Моделирование температурных возмущений
2.3 Численное моделирование восприимчивости к температурным пятнам, вводимым вниз по потоку от скачка
2.4 Аналитическая модель восприимчивости к энтропийным возмущениям
2.5 Сравнение результатов численного моделирования и аналитической модели
2.6 Численное моделирование восприимчивости пограничного слоя к температурным пятнам, вводимым вверх по потоку
от скачка
2.7 Выводы
3 Восприимчивость гиперзвукового пограничного слоя к возмущениям в виде периодического энергоподвода
3.1 Моделирование источника возмущений, основные параметры
3.2 Результаты численного моделирования
3.3 Выводы
4 Моделирование стабилизации пограничного слоя с помощью энергоподвода
4.1 Моделирование энергоподвода в пограничный слой и источника возмущений
4.2 Результаты численного моделирования устойчивости пограничного слоя
4.2.1 Поля среднего течения
4.2.2 Поля возмущений
4.3 Сравнение результатов с линейной теорией устойчивости
4.4 Выводы
Заключение
Литература
Введение
Исследование явления ламинарно-турбулентного перехода является важной задачей как с точки зрения фундаментальной науки, так и с практической точки зрения [1]. Во-первых, физические механизмы, лежащие в основе данного явления, до сих пор недостаточно изучены, особенно при гиперзвуковых скоростях. Во-вторых, невозможно спроектировать современный гиперзвуковой летательный аппарат без информации о состоянии пограничного слоя на его поверхности. В частности, ранний переход приводит к росту сопротивления и, как следствие, снижению аэродинамического качества аппарата. Кроме того, тепловые потоки в турбулентных пограничных слоях существенно выше, чем в ламинарных, что влечет за собой утяжеление системы тепловой защиты. К сожалению, многие существующие на сегодняшний день методы определения положения ламинарнотурбулентного перехода основываются на эмпирических данных, по которым вычисляют критические числа Рейнольдса, и обладают погрешностью в сотни процентов. Очевидно, что необходимо разрабатывать модели, которые позволили бы определять положение перехода с более высокой точностью и не были бы столь зависимы от эмпирических констант.
Считается, что возникновение турбулентности связано с потерей устойчивости исходного ламинарного течения, по крайней мере, при малой интенсивности возмущений во внешнем потоке и на обтекаемой поверхности [2]. Гипотеза активно использовалась в работах Орра, Зоммерфельда и Гейзенберга. В начале XX века Толлмином были проведены первые рас-
ных итерациях. При достижении данной величины значения ~ 10“10 решение считается сошедшимся. Пример поля давления изображен на рис. 2.1. Видно, что вблизи передней кромки в результате вязко-невязкого взаимодействия образуется головной скачок уплотнения. На рис. 2.2 приведено поле скорости, на котором можно видеть образовавшийся над пластиной пограничный слой.
Рис. 2.1. Стационарное поле давления над пластиной
Рис. 2.2. Стационарное поле продольной скорости над пластиной
2.2. Моделирование температурных возмущений
В соответствии с линейной теорией, в невязкой постановке малые возмущения температуры не порождают других типов возмущений. Данный факт был использован в настоящей работе, что существенно упростило введение малых возмущений температуры в поток: заданное пространственно-временное распределение возмущений добавляется в нужном сечении в невязкую область потока.
Задача решается в два этапа. Сначала с высокой точностью вычис-
Название работы | Автор | Дата защиты |
---|---|---|
Численно-аналитическое исследование воспламенения аэровзвесей твердых частиц | Гостеев, Юрий Анатольевич | 2000 |
Численное моделирование многомерных нестационарных неизотермических процессов в неоднородных средах | Родионов, Сергей Павлович | 1999 |
Моделирование влияния гармонических и случайных пульсаций давления на трансзвуковые течения в каналах | Тонков, Леонид Евгеньевич | 2000 |