Диссертация на соискание ученой степени кандидата
физико-математических наук: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и
плазмы. — Балтийский государственный технический университет
"Военмех" им. Д.Ф. Устинова. — Санкт-Петербург, 2008. — 119 с.
Научный руководитель: д.ф.-м.н., доцент Циркунов Ю.М.
Введение
Состояние проблемы
Теоретические, экспериментальные и численные исследования в аэродинамических ударных трубах и исследования обтекания тел
Моделирование течений "чистого" газа
Моделирование двухфазных течений
Выводы первой главы
Математическая модель и постановка задачи
Физическая постановка задачи и оценка определяющих параметров
Математическая модель
Несущий газ
Дисперсная фаза
Численный метод
Тестирование численной модели
Выводы второй главы
Результаты численного моделирования и их анализ
Ударный запуск и течение в горле сопла
Течение в диффузоре сопла Лаваля и на входе в рабочую секцию
Течение около модели в рабочей секции установки
Выводы третьей главы
Заключение
Список использованных источников Целью данной работы является разработка математической и численной моделей течения запыленного газа в сверхзвуковой ударной аэродинамической трубе, выполнение систематических расчетов на примере ударной трубы УТ-1М ЦАГИ, физическое описание на основе расчетов полей параметров и картин течения обеих фаз всего процесса в трубе от момента раскрытия диафрагмы между камерами высокого и низкого давления до установления квазистационарного режима обтекания модели в рабочей камере, определение зависимости параметров несущего газа и примеси и длительности квазистационарного режима в рабочей камере от размера частиц. Научная новизна.
Впервые рассмотрена задача о развитии двухфазного течения в гиперзвуковой ударной трубе типа УТ-1М ЦАГИ от момента запуска (раскрытия диафрагмы) до установления квазистационарного обтекания модели в рабочей секции трубы и разработана численная модель такого течения;
На основе численного моделирования впервые получена подробная структура нестационарного течения газа во всех частях установки и выявлены не известные ранее особенности нестационарного течения газа в области горла сопла (образование сложной структуры поперечных взаимодействующих ударных волн и возникновение приосевых тороидальных интенсивных вихрей), явление "сворачивания" контактной поверхности, двухэтапное формирование квазистационарного течения около модели в рабочей секции, образование пелены (каустики) при отражении частиц от сужающейся части сопла, возникновение существенно неравномерно-го, с резкими локальными максимумами, распределения примеси попе-рек потока в сопле и на входе в рабочую секцию.
Состояние проблемы
Теоретические, экспериментальные и численные исследования в аэродинамических ударных трубах и исследования обтекания тел
Моделирование течений "чистого" газа
Моделирование двухфазных течений
Выводы первой главы
Математическая модель и постановка задачи
Физическая постановка задачи и оценка определяющих параметров
Математическая модель
Несущий газ
Дисперсная фаза
Численный метод
Тестирование численной модели
Выводы второй главы
Результаты численного моделирования и их анализ
Ударный запуск и течение в горле сопла
Течение в диффузоре сопла Лаваля и на входе в рабочую секцию
Течение около модели в рабочей секции установки
Выводы третьей главы
Заключение
Список использованных источников Целью данной работы является разработка математической и численной моделей течения запыленного газа в сверхзвуковой ударной аэродинамической трубе, выполнение систематических расчетов на примере ударной трубы УТ-1М ЦАГИ, физическое описание на основе расчетов полей параметров и картин течения обеих фаз всего процесса в трубе от момента раскрытия диафрагмы между камерами высокого и низкого давления до установления квазистационарного режима обтекания модели в рабочей камере, определение зависимости параметров несущего газа и примеси и длительности квазистационарного режима в рабочей камере от размера частиц. Научная новизна.
Впервые рассмотрена задача о развитии двухфазного течения в гиперзвуковой ударной трубе типа УТ-1М ЦАГИ от момента запуска (раскрытия диафрагмы) до установления квазистационарного обтекания модели в рабочей секции трубы и разработана численная модель такого течения;
На основе численного моделирования впервые получена подробная структура нестационарного течения газа во всех частях установки и выявлены не известные ранее особенности нестационарного течения газа в области горла сопла (образование сложной структуры поперечных взаимодействующих ударных волн и возникновение приосевых тороидальных интенсивных вихрей), явление "сворачивания" контактной поверхности, двухэтапное формирование квазистационарного течения около модели в рабочей секции, образование пелены (каустики) при отражении частиц от сужающейся части сопла, возникновение существенно неравномерно-го, с резкими локальными максимумами, распределения примеси попе-рек потока в сопле и на входе в рабочую секцию.