Исследование сопряженного тепломассообмена при обтекании затупленных по сфере конусов в рамках модели пограничного слоя

• Автор: Катаев, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 157 с.

РЕФЕРАТ
Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, библиография 162 наименования.
Ключевые слова: ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ, ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ ОБТЕКАНИЕ, ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ОБТЕКАНИЕ,
ТУРБУЛЕНТНОСТЬ, СОПРЯЖЕННЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН, ЗАДАЧА ПРОГРЕВА, ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА, ВДУВ ГАЗА-ОХЛАДИТЕЛЯ, ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ.
Работа посвящена исследованию сопряженного тепломассообмена при обтекании сферически затупленного конуса в рамках модели пограничного слоя, анализу влияния вдува газа-охладителя и теплофизических свойств материала оболочки на тепловые и динамические характеристики.
Во введении формулируются актуальность, цель работы, научная новизна, отражается степень апробации работы, излагается краткое содержание работы.
В первой главе проведен краткий анализ опубликованных работ, посвященных вопросам обтекания тел сверхзвуковым и гиперзвуковым потоком газа в рамках теории пограничного слоя, решению задач тепломассообмена, проблеме тепловой защиты, дана общая постановка задачи.
Во второй главе рассмотрено решение задачи прогрева при сверхзвуковом обтекании потоком воздуха затупленного по сфере конуса с учетом различных режимов течения в пограничном слое и вдуве газа с поверхности сферического затупления с учетом перетекания тепла в теле вдоль образующей обтекаемого тела.

В третьй главе рассмотрено решение задачи прогрева и термохимического разрушения при сверхзвуковом обтекании высокоэнтальпийным потоком воздуха затупленного по сфере конуса с учетом различных режимов течения в пограничном слое, вдуве газа с поверхности затупления и учета перетекания тепла вдоль образующей.
В четвертой главе рассматривается задача прогрева сферически затупленного конуса под углами атаки при пространственном характере течения в пограничном слое при наличии и отсутствии вдува охладителя с поверхности затупления, с учетом перетекания тепла в теле в продольном и окружном направлениях.
В пятой главе рассмотрены вопросы математической реализации задач пограничного слоя, рассмотренных в предыдущих главах. Приведены использованные в работе разностные схемы.
В заключении сформулированы основные выводы и результаты работы.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР РАБОТ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ХИМИЧЕСКИ РАВНОВЕСНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ С УЧЕТОМ СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛОМАССО-
ОБМЕНА
§1.1. Обзор работ, посвященных исследованию тепломассообмена в пограничном слое и тепловой
защите
§1.2. Общая математическая постановка сопряженного тепломассообмена для расчета пространственного обтекания при наличии различных режимов течения и
вдува с поверхности обтекаемого тела
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ ОСЕСИММЕТРИЧНОМ ОБТЕКАНИИ ПРИ НАЛИЧИИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ТЕЧЕНИЯ И ВДУВЕ ГАЗА С
ПОВЕРХНОСТИ
§2.1. Уравнения сохранения для газовой и конденсированной
фазы. Методика расчета
§2.2. Результаты численного исследования нестационарного сопряженного тепломассообмена при ламинарном
режиме течения в пограничном слое
§2.3. Анализ влияния теплопроводности материала и вдува охладителя на характеристики сопряженного
имеет порядок і/л/Ке и для вычисления компонент метрического тензора можно пользоваться приближенными формулами:
ёсф“‘сф(‘ > )>ВЗа~8ссЗ—®’8зЗ— где аар - ковариантные компоненты метрического тензора на поверхности тела.
Предполагается, что процессы турбулентного переноса носят
градиентный характер, по аналогии с молекулярным переносом запишем:
—ГТ~7 5и —1—г-1 Эсо
-руд = цт1 —-р у'у = цт2 —-р V Ь
дх* дх. дх3
Используя допущение об изотропности коэффициента турбулентной вязкости рт1 = рт2 = рх, выпишем систему уравнений пространственного многокомпонентного пограничного слоя [9,88]: