Сверхзвуковое течение в канале с внезапным расширением

• Автор: Булат, Павел Викторович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Реферат
Обозначения
Введение - постановка задачи, актуальность, предмет и метод исследования
Глава I.Современное состояние проблемы исследования течений с внезапным расширением (ТВР)
1.1. Основные понятия о донной области и донном давлении
1.2. Обзор ранее выполненных экспериментальных исследований
1.3. Обзор теоретических работ
1.4. Цели и задачи данной работы
Глава 2. Методы исследования
2.(.Экспериментальные исследования
2.2. Вычислительный эксперимент
2.3. Полуэмпирическая модель
2.4. Модели элементов ударно-волновой структуры струи идеального газаЗб
2.6. Модель слоя смешения
2.7. Обоснование применимости полуэмпирической модели
2.8. Выводы к главе
Глава 3. Результаты исследования
3.1. Классификация режимов течения
3.2. Анализ режимов течения на графике донного давления
3.3. Стационарные автомодельные режимы течения
3.4. Стационарные неавтомодельные режимы течения
3.5. Нестационарные переходные режимы течения
3.6. Гистерезисные явления
3.7 Колебательные режимы течения

3.8. Выводы к главе
Заключение I
Приложения
Приложение I. Обзор экспериментального и численного изучения сверхзвуковых неизобарических струй
Приложение 2. Исследование модели течения с параметрами постоянными вдоль линии тока
Список литературы

РЕФЕРАТ
Рассмотрены сверхзвуковые течения газа в окрестности донной области, получившие название течений с внезапным расширением потока. Данная задача имеет не только фундаментальное, но и большое прикладное значение, при проектировании диффузоров форсажных камер, газодинамических лазеров, расчёте донных срезов и многосопловых блоков ракет. Приведены сведения о результатах обширных экспериментальных исследований, полная классификация режимов течения. Подробно рассмотрены колебательные и переходные процессы, гистерезис зависимости основных газодинамических переменных и геометрии элементов течения от задающих параметров.

моделей взаимодействия слоя смешения со стенкой канала и скачками уплотнения.
Поскольку, границы применимости разработанной методики определены, то она позволяет описывать качественное поведение течения с внезапным расширением с высокой степень надёжности.
В настоящее время известно всего несколько работ, где эта задача расчёта сверхзвуковой струи в канале сформулирована в законченном виде [1,29]. У Гогиша Л.В. [1] физическая модель сильно идеализирована. Фактически в своих работах он рассчитывает взаимодействие следа (турбулентного слоя смешения), описываемого автомодельным решением со сверхзвуковым течением в условиях продольного градиента давления. Его труды представляют несомненный интерес, т.к. в них подробно изучены вычислительные особенности интегрального метода, различные модели донной области, процедуры сшивки решений для областей сильного и слабого взаимодействия. Достижением является математическое описание возмущения следа скачком уплотнения при помощи не проходящих через седловую точку фазовых траекторий.
Среди прочих исследований следует выделить работы Зеленкова О.С., в частности [29], в которых органично сочетаются управление решением путем введения в расчет эмпирических констант (турбулентности слоя смешения), функционально полная интегральная формулировка задачи расчета присоединения слоя смешения к стенке, приближенная методика расчета свободной границы струи.
Структура свободной сверхзвуковой струи, истекающей из круглого сопла, уже много лет изучается в ЛМИ (БГТУ «Военмех»), ИТПМ, МГУ и других организациях. Зависимости продольных и поперечных размеров от основных определяющих параметров, а также картины течения [30] исследованы как теоретически, так и экспериментально. Изучена