Математическое моделирование обтекания и горения гранул твердого топлива в турбулентных потоках

• Автор: Горохов, Максим Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 258 с. : ил.

Основные сокращения и обозначения
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О РАСЧЕТЕ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ГРАНУЛ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКАХ
1.1. Анализ состояния исследований по вопросу горения твердых топлив при обдуве
1.2. Уравнения гидромеханики
1.3. Моделирование турбулентности
1.4. Уравнения химической кинетики
1.5. Теплофизические константы и формально-кинетические параметры конденсированной и газовой фаз
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ
2.1. Постановка задачи о расчете параметров осесимметричного стационарного течения в криволинейной ортогональной системе координат
2.2. Метод численного решения задачи
2.3. Конечно-разностные уравнения
2.4. Решение систем линейных алгебраических уравнений
2.5. Численная реализация граничных условий на твердой поверхности
2.6. Метод построения адаптивных конечно-разностных сеток
2.7. Исследование сходимости численного решения
2.8. Тестовые расчеты параметров течения около сферы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ ОКОЛО ОСИСЕММЕТРИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
3.1. Анализ состояния вопроса
3.2. Постановка задачи о расчете параметров нестационарного пространственного течения в криволинейной ортогональной осесиметричной системе координат

3.3. Конечно-разностные уравнения
3.4. Исследование сходимости численного решения
3.5. Исследование параметров нестационарного течения около сферы
3.6. Влияние вдува с поверхности на сопротивление сферы
3.7. Влияние изолированной шероховатости поверхности сферы на переход ламинарного течения в турбулентное
3.8. Исследование параметров течения около тел вращения с различной геометрией образующей поверхности
3.9. Распараллеливание вычислительного алгоритма
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ ОКОЛО ПОВЕРХНОСТЕЙ СО СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ
4.1. Постановка задачи о расчете параметров нестационарных пространственных течений в криволинейной системе координат общего вида
4.2. Конечно-разностные уравнения
4.3. Влияние геометрии обтекаемой поверхности на параметры и структуру течения
4.4. Влияние геометрии подстилающей поверхности на трансформацию потока
5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ГРАНУЛ ТВЕРДОГО
ТОПЛИВА В ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКАХ
5.1. Математическая модель горения гранул твердого топлива в турбулентных потоках
5.2. Алгоритм численного решения
5.3. Исследование процесса конвективного теплообмена сферы
5.4. Исследование закономерностей горения гранул твердого топлива при различных скоростях обдува
5.5. Влияние давления и температуры обдувающего потока на скорость эрозионного горения

5.6. Исследование влияния геометрии поверхности гранул на скорость горения твердого топлива при обдуве
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
жим уравнение (2.37) на %х, а уравнение (2.38)-на £ и сложим их, таким
образом получим разностное уравнение для определения U; умножим уравнение (2.37) на а уравнение (2.38)-на £х и сложим, их правые и левые части, в результате получим разностное уравнение для определения V. В соответствии с методикой реализации алгоритма «SIMPLE» обозначим поле скорости, полученное с использованием приближенного поля давления рп, через ип+]^2, уп+1!2, индекс п означает номер итерации. Для переменных Мп+]12 = уJUn+]/2, Nn+]/2 =yJVn+У2 после записи на «смещенном» шаблоне (см. рис. 2.3) разностные уравнения имеют вид:
,"ЖУ2 +4Pi 4l,J l,J “ >2 l2 V Л !‘,J il’J
(2.40)
(2.41)
где i,j,lul2 определены как
/ =/ + 1/2, /, ={/ ±lJ;T,y±l},
J=j +1/2, /2 = {/ ± 1J;/ ,7 ± i}-
В уравнениях (2.40), (2.41), появились источники b2j j,b2i j
(yJ)i,j Mr,jL,„ Ar„ )
— 1 +——-—IMj ф/ +N, v|// I
Mi, , Ml, ' 1 '■ •'
2ц J2 5Д.Д5Д

Рщ+Ь22ц^х+(Ь21^ +Й2311^тНАг||^
Чг-Ы
2p J2 bSyAZAriN"

(уA J Mi2
(- (ъщ + b22ny + (&21£ +