Анализ газодинамических процессов и разработка модели течений в ударной гиперзвуко-вой аэродинамической трубе | Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана
|

Анализ газодинамических процессов и разработка модели течений в ударной гиперзвуко-вой аэродинамической трубе

Авторы: Кузенов В.В., Котов М.А. Опубликовано: 06.02.2014
Опубликовано в выпуске: #1(94)/2014  

DOI:

 
Раздел: Моделирование процессов  
Ключевые слова: аэродинамическая ударная труба, уравнения газовой динамики, нелинейная квазимонотонная компактная разностная схема, многошаговый метод Рунге-Кутты

Рассмотрены упрощенные одномерные математические модели процессов, описывающие образование и распространение ударных волн, волн разрежения и контактных разрывов в ударных трубах. Эти модели основаны на квазиод-номерных уравнениях радиационной газовой динамики. Экспериментальные и теоретические исследования образования и распространения ударных волн, волн разрежения и контактных разрывов с использованием ударных труб всегда представляли значительный интерес, а в последнее время получили заметное развитие. Это связано с тем, что ударные трубы являются наиболее удобным инструментом лабораторного исследования в таких актуальных областях современной науки и техники, как аэрофизика и химическая кинетика, газодинамика и молекулярная физика. Также большую роль играет тот факт, что течения многокомпонентного газа, который испытывает химические превращения, колебательное и электронное возбуждение, реализуются во многих современных технологических и энергетических установках, гиперзвуковых летательных аппаратах. При этом относительно простым объектом для создания неравновесных процессов в газах является ударная волна, распространяющаяся в трубе круглого или прямоугольного сечения (такая геометрия поперечного сечения ударной трубы позволяет заметно упростить газодинамическую картину течения в рабочем тракте).

Литература

[1] Исследование гиперзвуковых течений // Сб. статей под ред. Ф.Р. Ридделла. М.: Мир, 1964. 544 с.

[2] Ковеня В.М., Яненко Н.Н.Метод расщепления в задачах газовой динамики. М.: Наука, 1981. 304 с.

[3] Волков К.Н., Емельянов В.Н.Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008. 364 с.

[4] Марчук Г.И., Шайдуров В.В. Повышение точности решения разностных схем. М.: Наука, 1979. 320 с.

[5] Довгилович Л.Е., Софронов И.Л. О применении компактных схем для решения волнового уравнения, М. Препринт № 84 ИПМ АН СССР. 2008. 27 с.

[6] Barth T.J. On instructed grids and solvers in Computational Fluid Dynamics (Von Karman Institute for Fluid Dynamics. 1990), Lecture Series 1990-04.

[7] Савельев А.Д. Составные компактные схемы высокого порядка для моделирования течения вязкого газа // ЖВМ и МФ. 2007. Т. 47. № 8. С. 1387-1401.

[8] Котов М.А., Кузенов В.В. Обзорный анализ экспериментальных исследований, выполненных с помощью некоторых типов ударных труб. М.: ИПМех РАН. Препринт № 1044. 2013. 75 с.

[9] Kotov M.A., Kryukov I.A., Ruleva L.B., Solodovnikov S.I., Surzhikov S.T Experimental Investigation of an Aerodynamic Flow of Geometrical Models in Hypersonic Aerodynamic Shock Tube // AIAA Wind Tunnel and Flight Testing Aero II, San Diego, June 24-27 2013.

[10] Овсянников Л.В. Лекции по основам газовой динамики. М.: Наука, 1981. 368 с.