Задача сопряженного теплообмена плоских и осесимметричных тел в сверхзвуковом потоке совершенного газа

• Автор: Решетько, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРОБЛЕМА СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА:
РАЗЛИЧНЫЕ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ
§1.1. Стационарные задачи сопряженного теплообмена. Постановка
задачи и параметры подобия
§ 1.2. Плоская пластина конечной толщины
§ 1.3. Острый клин и конус в сверхзвуковом потоке
§ 1.4. Плоские и осесимметричные затупленные тела
§ 1.5. Нестационарные задачи сопряженного теплообмена
Глава 2 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ
СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА
§2.1. Стационарные задачи сопряженного теплообмена
Плоская пластина (35). Острые клинья и конусы (40). Плоские и осесимметричные затупленные тела (42).
§ 2.2. Нестационарные задачи сопряженного теплообмена
Плоская пластина (45). Теплообмен на затупленных телах (45).
§ 2.3. Методы численного анализа
Глава 3 СТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА СОПРЯЖЕННОГО
ТЕПЛООБМЕНА
§ 3.1. Постановка задачи и дифференциальные уравнения
§ 3.2. Методы численного анализа
§ 3.3. Затупленные клиновидные и конические тела. Построение
системы координат
Построение семейства координатных кривых ц = const (73).

Ограничивающие кривые (74). Семейство эллипсов - гипербол (76). Процедура решения (79). Теорема о непересекаемости координатных линий (81). Примеры построения координатной сетки (83).
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПЛОСКИХ И ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ТЕЛ
§4.1. Влияние геометрических параметров на максимальную
температуру тела
§ 4.2. Влияние пространственности течения. Влияние угла скольжения
и осесимметричности течения
§ 4.3. Параметры подобия и обработка максимальной температуры
в параметрах подобия
§ 4.4. Температурный режим затупленных конусов и клиньев при ламинарном, переходном и турбулентном течении
в пограничном слое
Глава 5. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ПЛОСКИХ И ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ

§5.1. Постановка задачи
§5.2. Методика численного анализа и тестовые расчеты
§5.3. Тестовые расчеты
§5.4. Примеры расчетов
Прогрев многослойной конической оболочки (133).Влияние локальных стоков тепла (138).
§ 5.5. Упрощенное решение задачи
Постановка задачи (142). Аэродинамическое нагревание затупленных конусов (145).
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
4і удельный тепловой поток
т* температура
* т 11! температура восстановления
У показатель адиабаты
м число Маха
* н высота полета ЛА
Рг число Прандтля
є степень черноты поверхности
<7 постоянная Стефана - Больцмана
я* характерный размер задачи (радиус затупления)
* * х , у ортогональные координаты
я„ н2 коэффициенты Ламе
г' расстояние точки от оси симметрии в потоке
г* расстояние точки от оси симметрии в теле
Ь длина оболочки
А толщина оболочки в плоскости симметрии
б расстояние между прямолинейной образующей клина и асимптотой гиперболы
о, полуугол раствора клина (конуса)
Г коэффициент теплопроводности
Р* плотность
с теплоемкость
а коэффициент температуропроводности тела
11*, IV* компоненты скорости в потоке газа
М' динамическая вязкость газа
N Р/Р' > (р1р1)
К энтальпия газа
* <р мощность внутренних источников тепла в теле
X угол скольжения (стреловидности)
г* время
Нижние индексы:
/ относится к параметрам в потоке
е относится к параметрам на внешней границе пограничного слоя
относится к параметрам тела
IV относится к обтекаемой поверхности

Г JIА В A 2. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА
В настоящей главе в обзорном плане рассматриваются основные отечественные и зарубежные работы, посвященные решению стационарных и нестационарных задач сопряженного теплообмена для случая обтекания различных тел.
§ 2Л. Стационарные задачи сопряженного теплообмена
2.1.1. Плоская пластина. В § 1.2. главы 1 приведены три постановки задачи, возможные при обтекании плоской теплопроводной пластины: строгая постановка задачи соответствует задаче № 1 и две упрощенные постановки, соответствующие задачам № 2 и № 3.
В рамках известных автору публикаций задача № 1 никем не рассматривалась, а основное внимание уделялось решению задачи в упрощенной постановке.
ЗАДАЧА №2. В ряде исследований эта задача рассматривалась для по-лубесконечной пластины постоянной толщины с заданной постоянной температурой нижней поверхности, торцевая ее поверхность (х* = 0) теплоизолирована. Излучением тепловой энергии с внешней поверхности пластины пренебрегается.
Впервые такая постановка задачи была сформулирована в [Luikow А. V., Aleksashenko V. A., Aleksashenko А. А., 1971] для случая обтекания пластины потоком совершенного газа. В силу линейности уравнения энергии выделяется частное решение, удовлетворяющее неоднородному уравнению; тогда основная часть решения будет удовлетворять линейному однородному уравнению. Решение уравнения находится операционным методом с использованием синус-преобразования Фурье и представляется в виде рядов.