Исследование тепло-массообмена и излучения в турбулентных химически активных струях авиационных и ракетных двигателей

• Автор: Быков, Леонид Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Проблемные задачи исследования химически активных

турбулентных струй и критический анализ методов их решения

ГЛАВА 2. Математическая модель полной связанной системы уравнений турбулентного течения сжимаемого газа с неравновесными химическими реакциями и излучением

2.1. Система уравнений, описывающая течение сжимаемой смеси

химически реагирующих газов

2.2. Термодинамические соотношения

2.3. Переносные свойства

2.4. Кинетика химических реакций

2.5. Система уравнений, описывающих турбулентное течение сжимаемой

смеси химически реагирующих газов
2.6. Модель турбулентности
2.7. Окончательный вид системы уравнений, описывающих
турбулентное течение сжимаемой смеси химически реагирующих газов
2.8. Расчет инфракрасного излучения струй
ГЛАВА 3. Модификация численного метода решения предложенной
математической модели
3.1. Система уравнений для двумерного течения
3.2. Векторная форма уравнений в частных производных
3.3. Преобразование координат
3.4. Конечно-объемная аппроксимация
3.5. Обзор некоторых численных методов решения уравнений Навье-
Стокса
3.5.1. Диагональный алгоритм
3.5.2. Ьи и Ьи-ЗЭОК алгоритм Джеймсона
3.5.3. АЕ и МАБ алгоритм Маккормака
3.5.3.1. Аппроксимационная факторизация (AF)
3. 5. 3.2. Модернизированная аппроксимационная факторизация
(MAF)
3.5.3.3 Модифицированная аппроксимационная факторизация с невязкой (MAF(k))
3.5.4. Алгоритм Кендлера - Data-parallel line relaxation (DPLR)
3.6. Предложенный численный метод решения основной системы
уравнений, описывающих турбулентное течение химически
реагирующего потока с учетом излучения
ГЛАВА 4. Результаты численного моделирования процессов газовой
динамики, тепло-массообмена и излучения в турбулентных струях авиационных и ракетных двигателей
4.1. Тестирование математической модели по результатам исследования
классических задач турбулентных струйных течений
4.1.1. Тест 1. Расчет течения сверхзвуковой струи в спутном потоке
4.1.2. Тест 2. Расчет течения сильно недорасширенной высокотемпературной затопленной струи
4.1.3. Тест 3. Расчет процесса догорания выхлопной струи твердотопливного двигателя
4.1.4. Тест 4. Расчет процесса горения водорода в сверхзвуковом
влажном воздушном потоке ударной трубы
4.1.5. Тест 5. Горение водорода в спутном воздушном сверхзвуковом потоке
4.1.6. Тест 6. Исследование инфракрасного излучения (ИК-излучения) выхлопной струи модельного ракетного двигателя
4.2. Анализ результатов расчета по предложенной «к-е-с» модели термо-газодинамики, тепло-массообмена и излучения выхлопных струй жидкостных ракетных двигателей
4.2.1. Анализ результатов математического моделирования процессов термо-газодинамики, тепло-массообмена и излучения турбулентной выхлопной струи маломасштабного ЖРД при наличии в продуктах сгорания конденсированного углерода
(сажи)
4.2.2. Анализ результатов математического моделирования процессов термогазодинамики, тепло-массообмена и излучения турбулентной выхлопной струи
крупномасштабного ЖРД
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список использованной литературы
Приложения

где Рт и Вт- коэффициенты скоростей прямой и обратной реакции под
Например, для реакции (Я + ОН + Л/ <-» Н20 + М) порядок прямой реакции равен 3, а обратной - 2.
Необходимо пояснить термин «элементарные реакции». Элементарные реакции это химические реакции, которые не могут быть представлены более простыми химическими превращениями. Элементарные реакции - составные части сложной реакции. Иногда вместо термина «элементарная реакция» пользуются терминами «элементарная стадия» или просто «стадия» (сложной реакции).
Дело в том, что реакции, представленные формулами (2.31) и (2.32) являются сложными, и их скорость определить практически невозможно. Для математического описания процесса горения СО и Я^в кислороде необходимо представить этот процесс в виде системы элементарных реакций.
Наиболее часто для описания этого процесса используется схема элементарных реакций, приведенная в таблице 2.1.
Иногда к этой схеме добавляется реакция
Значок <н> означает, что реакция может идти как вправо, так и влево. Символ М в реакциях 1.5, 1.6, 2.2 — это так называемое третье тело; им может быть любой химический компонент, входящий в смесь. Третье тело не изменяется в результате реакции, оно только способствует распаду молекулы при соударении с ним (реакции диссоциации), либо соединению атомов или молекул в более сложные молекулы (реакции рекомбинации).
номером т. Размерность коэффициентов равна
реакции.
02+Н2<н>ОН + ОН