Методы расчета газотермодинамики сверхзвуковых турбулентных затопленных струй и их взаимодействия с преградой

• Автор: Сафронов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Реферат
Введение
Глава 1. Численный метод решения нестационарных уравнений газодинамики на основе приближенного решения задачи Римана из соотношений на разрывах
1.1. Обзор и анализ разностных схем типа Годунова
1.2. Разностная схема для нестационарных уравнений газодинамики из соотношений на разрывах в массовых переменных
1.3. Энтропийно согласованный выбор скоростей волн в приближенном решении задачи Римана
1.4. Результаты тестовых расчётов
Выводы к главе
Глава 2. Численный метод решения стационарных уравнений газодинамики на основе приближенного решения задачи о взаимодействии сверхзвуковых потоков из соотношений на разрывах
2.1. Разностная схема для стационарных уравнений газодинамики из соотношений на разрывах в массовых переменных
2.2. Выбор наклона волн в приближенном решении задачи распада стационарного разрыва
2.3. Результаты тестовых расчётов
Выводы к главе
Глава 3. Методы расчёта сверхзвуковых неизобарических затопленных турбулентных струй продуктов сгорания
3.1. Постановка задачи
3.2. Математическая модель сверхзвуковых неизобарических турбулентных затопленных струй продуктов сгорания

3.3. Маршевый метод расчёта струй на основе стыковки параболизованных уравнений Навье-Стокса и уравнений пограничного слоя
3.4. Маршевый метод расчёта струй на основе параболизованных уравнений Навье-Стокса с «расщеплением» продольных градиентов давления
3.5. Разностная схема решения уравнений
3.6. Адаптация модели турбулентной вязкости Прандтля
3.7. Сравнение с экспериментом и сопоставление результатов расчётов различными методами
Выводы к главе
Глава 4. Результаты обобщения экспериментальных исследований сверхзвуковых холодных и горячих струйных течений и их воздействия на преграду
4.1. Описание условий испытаний
4.2. Силовое и тепловое воздействие основного участка сверхзвуковой высокотемпературной струи на преграду
4.3. Распределение осевой скорости на основном участке холодных струй
4.4. Результаты измерений параметров сверхзвуковых неизобарических холодных и горячих струй
4.5. Инженерная методика расчёта характеристик сверхзвуковых турбулентных горячих струй
Выводы к главе
Глава 5. Верификация методов расчёта струй с применением различных моделей турбулентности путем сравнения результатов расчётов с экспериментальными данными
5.1. Описание моделей турбулентной вязкости и обоснование процедуры задания начальных данных
5.2. Сравнение результатов расчётов изобарических струй с обобщенными экспериментальными зависимостями
5.3. Сравнение результатов расчётов неизобарических холодных и горячих струи с экспериментальными данными

5.4. Моделирование течения в сверхзвуковых струях с образованием диска Маха
5.5. Расчет взаимодействия струи с преградой
Выводы к главе
Заключение
Литература

Ат=0, (1.7)
тЛЕ+А(Ри)=0, (1.8)
тАи+АР=0, (1-9)
тАлО,
где т - массовая скорость (плотность потока вещества) через поверхность разрыва:
т=р(и-м>) (1.10)
На контактном разрыве т=0, в этом случае выражения (1.5,1.6) имеют вид:
АР=0, (1.11)
Аи=0 (1.12)
Применительно к волнам разрежения т~рс ( с-скорость звука).
С помощью (1.7-1.12) решим задачу Римана с распадом течения на левую волну, контактный разрыв и правую волну.
Обозначим индексами: 1- параметры в левой ячейке сетки, 2- в правой, 3- между левой волной и контактным разрывом, 4-между контактным разрывом и правой волной как показано не схеме течения (рис. 1.1). Поскольку на контактном разрыве т-0, решение задачи зависит от двух параметров — массовых скоростей через левую и правую волну т. и т2 соответственно. Условимся считать данные массовые скорости положительными.
Решение имеет вид:
и„=Щ=Щ = (и2ГП2+ЩТП1 - Р2+Р)/'(т+пг2) , (1-13)
Р*=Ръ=Р=[Ргт+РГП2-тт2(и2-и)]/(т1+т2) , (1.14) 1/Рз~1/Р - (Р,-Рд/тх (1.15)
е3=Б1 + (Р*2 - Р)/т2/2 , (1.16)
1/р1/р2 - (Р. -Р2)/т22, (1.17)
£,=£2 + (Р* - Р2)/т2/2 , (1.18)
т3==У1, (1.19)