Профилирование сопла с центральным телом

• Автор: Ким Чёл Вун
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Горно-Алтайск
• Количество страниц: 77 с. : ил.

Постановка задачи
Цель работы
Сопло с центральным телом как техническое устройство
Некоторые вычислительные работы по соплам с центральным телом
Теоретические основы и численные методы
Структура и объём диссертации
Глава I Профилирование дозвуковой части сопла
§ 1. Профилирование дозвуковой части осесимметричного кольцевого сопла
методом годографа Чаплыгина
§ 2. Сравнение плоского сопла Лаваля с осесимметричным соплом
§ 3. Влияние показателя адиабаты к на контур сопла
§ 4. Обеспечение монотонности потока на стенке сопла в случае использования
несовершенного газа
Глава II Профилирование сверхзвуковой части сопла
§ 1. Профилирование сверхзвуковой части осесимметричного сопла
с центральным телом
§ 2. Профилирование сверхзвуковой части сопла для плоского течения и
сравнение с соплом для осесимметричного течения
§ 3. Влияние показателя адиабаты к на контур сопла
§ 4. Влияние высоты критического сечения на контур сопла
с центральным телом

Глава III. Профилирование сопла с центральным телом
для несовершенного газа
§ 1. Теория профилирования сопла для несовершенного газа
§ 2. Контуры при равной ширине /г на входе в сопло
§ 3 Контуры дозвуковой части осесимметричного сопла с центральным телом
для несовершенного газа
§ 4 Профилирование сверхзвуковой части сопла для несовершенного газа
§ 5 Влияние температуры торможения на контур сопла и сравнение с соплом
для совершенного газа
Заключение
Научная новизна
Практическое значение работы
Выводы
Список публикаций
Литература

1. Постановка задачи.
Решается задача профилирования осесимметричного сопла с центральным телом («кольцевого сопла»). Во всей полноте задача решена для совершенного газа. Некоторые результаты пробного характера получены и для несовершенного газа.
Профилированию подлежит сопло с плоской звуковой поверхностью, отделяющей области дозвукового и сверхзвукового течения. Такое сопло наиболее удобно, так как в нем звуковая поверхность совпадает с характеристической. Поэтому в нем нет области смешанного до- и сверхзвукового течения, что позволяет рассчитывать дозвуковую и сверхзвуковую части сопла независимо друг от друга.
Кроме того, сопло с плоской звуковой поверхностью можно сделать с изломом стенки на пересечении со звуковой поверхностью. В этом случае сопло имеет минимальную длину, а в окрестности угловой точки поток останется монотонно ускоряющимся, что обеспечит отсутствие там отрыва потока.
Свойство монотонного возрастания скорости вдоль стенки сопла, гарантирующее безотрывный характер обтекания является очень важным, так как только при его выполнении метод профилирования, основанный на применении модели потенциального течения идеального (невязкого, нетеплопроводного) газа является адекватным при любых числах Яе. Это в свою очередь, позволяет достичь высокой точности расчета.

По определению [32], термодинамической скоростью звука называется величина а > 0, определяемая формулой
2 Ф

S=const
Дифференцируя выражения (3, 4), получим
Ф = ~(R + cv )е*Р J^т'» Ф = Ро ^гехР f
0 Г0 Г0
9 С„(Г) nfD
а2(Т) = -^ЩТ) = К(Т)ЩТ) = К(Т)^ (5)
су (Г) р(Г)
Скорость звука в несовершенном газе, так же, как и в совершенном, выражается формулой (5), однако, в отличие от совершенного газа, отношение теплоемкостей К(Т)-Ср(Т)/Су(Т) не является показателем
адиабаты, т.к. в силу (3, 4), р(Т)р(Т)~к^ ^ const.
По определению, энтальпия задаётся формулой / = Е + р/р =Е + 9Т. Учитывая, что СР(Т) = R(T)+CV(T)

ЦТ) = Е(Т) + р(Т)/р(Т) = Е{Т) + ЩТ) = Cp{T)dT (6)

Из закона сохранения энергии в дифференциальной форме pV ■ V(i + V2/2) - 0 следует, что полная энтальпия
/0 = Е(Т) + [И|2 / 2 + 3?(Г) постоянна вдоль линий тока, поэтому уравнение энергии принимает вид
/(Г) + |и|2/2 = /0 = const Здесь V- вектор скорости.
Если температура торможения Т0 = const во всем потоке, то