Математическая модель пульсирующего воздушно-реактивного двигателя

• Автор: Борисоглебский, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание

Введение

Глава 1. Обоснование выбора ПуВРД в качестве силовой

установки БПЛА

1.1. Анализ тактико-технических характеристик беспилотных

летательных аппаратов и выбор перспективной силовой установки для БПЛА

1.2. Перспективность исследований пульсирующих двигателей

Глава 2. Моделирование нестационарных газодинамических

процессов в ПуВРД

2.1. Обзор литературы

2.2. Описание предложенного метода моделирования
нестационарных газодинамических процессов в пульсирующих ВРД
2.3. Постановка граничных условий
Г лава 3. Оценка достоверности результатов предложенного метода
3.1. Сравнение предложенного метода расчета с методом
крупных частиц и методом частиц в ячейках
3.2. Сравнение предложенного метода расчета с
методом линеаризации дифференциального уравнения движения
3.3. Проверка расчетного метода на устойчивость
Глава 4. Исследование процесса инерционного истечения газа
в ПуВРД
4.1. Физический эксперимент
4.2. Вычислительный эксперимент
4.3. Сравнение результатов эксперимента с результатами расчета
4.4. Способ нахождения зависимости давления от времени в
процессе подвода теплоты
4.5. Второй способ проведения вычислительного эксперимента
Глава 5. Способ получения исходных данных для предложенного метода расчета. Методика параметрического исследования геометрических и высотно-скоростных характеристик ПуВРД
Глава 6. Результаты параметрического исследования
геометрических и высотно-скоростных характеристик ПуВРД, предназначенного для беспилотной мишени «Дань»
Заключение
Приложение
П. 1. Алгоритм программы расчета нестационарного течения с использованием предложенного метода в 2-мерной постановке
П.2. Алгоритм программы параметрического исследования геометрических и высотно-скоростных характеристик ПуВРД
П.З. Исследование особенностей работы пульсирующего двигателя
Список литературы
Введение

По состоянию на начало 2001 г. 53 фирмы в 13 странах разрабатывали и выпускали беспилотные летательные аппараты (БПЛА) 143 типов. Практически все развитые страны в той или иной степени занимаются этой проблемой. В настоящее время беспилотные системы не только дополняют пилотируемые летательные аппараты, но и начинают выступать в качестве альтернативы последним.
Большие темпы развития мирового рынка беспилотной авиации делает
На графике нанесено два варианта развития военного рынка БПЛА, которые дают различные аналитики. По этим прогнозам, рынок до 2012 года должен показать рост на 15-45%. Стоит отметить, что в период с 1998 года по 2002 годы размеры рынка БПЛА увеличились очень значительно, в 3,5 раза, с 2 до 7 млрд. долл., то есть на 250%.
Вместе с тем, по оценкам российских и зарубежных специалистов, рынок коммерческих услуг, оказываемых беспилотными летательными аппаратами, в ближайшем будущем существенно расширится. Потребность в таких машинах в 2005-2015 годах может составить в денежном выражении не

2.2. Описание предложенного метода моделирования нестационарных газодинамических процессов в ПуВРД
Предложен метод моделирования нестационарных газодинамических процессов в пульсирующем ВРД. Результаты расчета показали хорошее количественное согласование с результатами эксперимента. [77].
Принципиальное отличие предлагаемого метода от метода крупных частиц [23, 78] заключается в том, что исходные дифференциальные уравнения в рамках выбранной модели проинтегрированы в общем виде. При этом ячейка расчетной сетки делится на две части: первая часть в течение процесса перетекания не успевает покинуть пределы ячейки, и, значит, на нее не действует разность давлений между ячейками; вторая часть — назовем ее подвижной частицей - находится ближе к краю ячейки и успевает покинуть ее пределы. Массы частиц, участвующих в перетекании, рассчитываются на каждом временном шаге для каждой ячейки и каждой ее грани. Они зависят от начальной скорости и плотности газа в ячейке, разности давлений между ячейками.
Рассматривается идеальный газ. Теплообмен со стенками не учитывается. Среда моделируется системой из жидких частиц, совпадающих в данный момент времени с ячейкой эйлеровой сетки. После завершения перетекания масс между ячейками будет происходить обмен энергией. Считаем, что обмен механической энергией между вошедшими в ячейку частицами — подвижными частицами (взаимное сжатие-расширение) завершается быстрее, чем обмен теплотой, поэтому внутри исследуемой ячейки сначала выравнивается давление, а затем за счет теплообмена выравнивается температура.
Также считаем, что в течение времени Д1 площадь поперечного сечения 5' подвижной частицы не меняется. При этом в предлагаемой расчетной модели поперечная деформация частицы будет учитываться косвенным образом