что “газовый поршень” (роль которого играет КП), толкающий УВ,
не является полностью непроницаемым: поток массы, втекающий во
фронт, вытекает из ударно-сжатой области в пристеночный погранич-
ный слой, и потому масса, сосредоточенная между фронтом УВ и
контактной поверхностью, остается постоянной.
Этот эффект наиболее заметен при выполнении условия
L
R
1
(где
L, R
— длина и радиус ударной трубы), а также при пониже-
нии начального давления исследуемого (разгоняемого) газа [1]. В этом
случае динамический пограничный слой наиболее интенсивно “вытес-
няет” поток газа, двигающийся вдоль оси трубы, из области, которая
прилегает к стенке трубы. Этот эффект вытеснения потока может быть
учтен (в первом приближении) путем использования приближенных
уравнений пограничного слоя и квазиодномерных уравнений газовой
динамики.
Важным фактором, искажающим одномерную картину течения га-
за в тракте ударной трубы, является длительность процесса разру-
шения диафрагмы (время раскрытия диафрагмы, которое зависит от
материала диафрагмы, значения давления в камере высокого давле-
ния), которая колеблется от 100 до 1000 мкс. Картина течения газа
после разрушения центральной части диафрагмы соответствует исте-
чению импульсной струи газа в затопленное пространство. При этом
возмущения (УВ или волны сжатия), вызванные истекающей струей в
исследуемом (разгоняемом) газе, отражаются от стенок канала удар-
ной трубы и создают пространственные неоднородности в структуре
потока, которые приводят к отклонению от идеализированной одно-
мерной картины течения газа.
Важно также, что поверхность контактной границы (отделяющей
рабочий и исследуемый газы) неустойчива и с течением времени при-
обретает сложную пространственную (колоколообразную) форму. При
этом газы, находящиеся по разные стороны от контактной границы,
могут перемешиваться, что влечет за собой неоднородность (неодно-
мерность) течения газового потока в тракте ударной трубы.
Отметим, что предлагаемые вычислительные алгоритмы, предна-
значенные для численного моделирования аэротермофизических ха-
рактеристик ударных труб, должны быть подтверждены методически-
ми расчетами, контролем точности вычислений, сравнением числен-
ных результатов с аналитическими решениями и опубликованными
расчетными и экспериментальными результатами.
Одномерный численный метод расчета параметров среды в ра-
бочей области ударной трубы.
Несмотря на одномерный характер
задачи, связанной с расчетом многократного прохождения, отражения
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 7
