Анализ газодинамического сжатия на основе модифицированной модели псевдоскачка Крокко


DOI: 10.34759/trd-2020-113-05

Авторы

Картовицкий Л. Л.*, Левин В. М.1**, Яновский Л. С.2***

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, ЦИАМ, Авиамоторная ул., 2, Москва, 111116, Россия

*e-mail: levka_58@mail.ru
**e-mail: aerospace@mai.ru
***e-mail: yanovsky@ciam.ru

Аннотация

Предложена модификация модели псевдоскачка Крокко, позволяющая в структуре математической модели сверхзвуковой прямоточной силовой установки с зоной торможения оценить распределение параметров при переходе сверхзвукового потока к дозвуковому режиму течения. Выполнено численное моделирование газодинамических параметров в канале предкамерного диффузора (изолятора) заданной геометрии. Численное решение построено с использованием принципа минимального производства энтропии. Проведена верификация предложенной модели на данных, полученных в ходе испытаний модельной камеры сгорания двухрежимного прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ДПВРД). Модель предназначена для параметрических исследований в составе математических моделей прямоточной силовой установки.

Ключевые слова:

газодинамическое сжатие, псевдоскачок, математическая модель, двухрежимный прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Библиографический список

  1. Пензин В.И. Экспериментальное исследование отрывных течений в каналах. – М.: Изд-во ЦАГИ, 2009. – 280 с.

  2. Крокко Л. Одномерное рассмотрение газовой динамики установившихся течений. Кн. Основы газовой динамики / Под ред. Г. Эммонс. - М.: Изд-во Иностранной литературы, 1963. – 702 с.

  3. Гуськов О.В., Копченов В.И., Липатов И.И. и др. Процессы торможения сверхзвуковых течений в каналах. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 168 с.

  4. Waltrup P.J., Billig F.S. Structure of Shock Waves in Cylindrical Ducts // AIAA Journal, 1973, vol. 11, no. 10, pp. 1404 – 1408. DOI:http://dx.doi.org/10.2514/3.50600

  5. Waltrup P.J., Billig F.S. Prediction of Precombustion Wall Pressure Distributions in Scramjet Engines // Journal of Spacecraft, 1973, vol. 10, no. 9, pp. 620 - 622. DOI:10.2514/3.27782

  6. Щербаков М.А., Марчуков Е.Ю., Картовицкий Л.Л. Вихревое структурирование газового потока в компрессорной решетке // Труды МАИ. 2010. № 41. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=23816

  7. Гимранов Э.Г. Газодинамика торможения вязкого сверхзвукового потока в «туннельном» входном устройстве ракетно-прямоточного двигателя // Вестник УГАТУ. 2006. T. 7. № 2 (15). C. 61 - 70.

  8. Гурылев В.Г., Елисеев С.Н. К теории «псевдоскачка» на входном участке канала // Ученые записки ЦАГИ. 1972. Т. 3. № 3. С. 25 – 35.

  9. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Квазиодномерная теория взаимодействия турбулентного следа со сверхзвуковым потоком и канале и струе // Труды Института механики МГУ. 1971. № 11.

  10. Azevedo D.J., Liu C.S. Engineering approach to the prediction of shock patterns in bounded high-speed flows // AIAA, 1993, vol. 31, no. 1, pp. 83 - 90. DOI:10.2514/3.1132l

  11. Медведев А.Е. Приближенное моделирование структуры течения в λ-образном псевдоскачке // Прикладная механика и техническая физика. 2014. Т. 55. № 6. С. 43 - 59.

  12. Takeshi K. Prediction of Pseudo-Shock Position in a Long Duct Using the Momentum Balance Model // Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, 2012, vol. 55, no. 3, pp. 199 - 201. DOI: 10.2322/tjsass.55.199

  13. Зимонт В.Л., Левин В.М., Мещеряков Е.А. Горение водорода в сверхзвуковом потоке в канале при наличии псевдоскачка // Физика горения и взрыва. 1978. Т. 14. № 4. C. 23 – 36.

  14. Гимранов Э.Г. Торможение вязкого сверхзвукового потока («псевдоскачок») в каналах двигателей летательных аппаратов: сборник трудов УАИ. – Уфа: УГАТУ, 1992. Ч. I. C. 121 - 132.

  15. Мещеряков Е.А., Яшина В.В. Квазиодномерная отрывная модель псевдоскачка в канале // Учёные записки ЦАГИ. 2013. Т. XLIV. № 5. C. 46 - 63.

  16. Гимранов Э.Г., Михайлов В.Г. Обобщенные квазиодномерные уравнения движения газа в каналах ДЛА и их интегралы // Вестник УГАТУ. 2006. Т. 7. № 1 (14). C. 153 - 160.

  17. Гимранов Э.Г. Развитие метода Крокко для решения обобщенных уравнений движения газа в каналах ДЛА и ЭУ // Вестник УГАТУ. 2007. Т. 9. № 1 (19). С. 3 - 7.

  18. Лапин Ю.В. Турбулентный пограничный слой в сверхзвуковых потоках газа. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – 312 с.

  19. Александров В.Н., Быцкевич В.М., Верхоломов В.К. и др. Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах. Основы теории и расчета / Под ред. Л.С. Яновского. - М.: Академкнига, 2006. - 343 с.

  20. Tamaki T. Tomita Y. Yamane R. A study of pseudo-shock: 1st Report, λ-type pseudo-shock // Bulletin JSME, 1970, vol. 13, no. 55, pp. 51 – 58. DOI: http://dx.doi.org/10.1299/jsme1958.13.51

  21. Tamaki T. Tomita Y. Yamane R. A study of pseudo-shock: 2nd Report, x-type pseudo-shock // Bulletin JSME, 1971, vol. 14, no. 74, pp. 807 – 817. DOI: https://doi.org/10.1299/jsme1958.14.807

  22. Гунько Ю.П., Шумский В.В. Характеристики прямоточных воздушно-реактивных двигателей с двухрежимной камерой сгорания // Теплофизика и аэромеханика. 2014. Т. 21. № 4. С. 521 - 530.

  23. Зимонт В.Л., Острась В.Н. Расчет псевдоскачка в цилиндрическом канале // Ученые записки ЦАГИ. 1974. Т. V. № 3. C. 40 – 48.

  24. Пригожин И. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. - М.: Мир, 2008. - 464 с.

  25. Хатунцева О.Н. О механизме возникновения в стохастических процессах гауссовских распределений случайной величины с «тяжелыми» степенными «хвостами» // Труды МАИ. 2018. № 102. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=98854

  26. Левин В.М. Проблемы организации рабочего процесса в ПВРД // Физика горения и взрыва. 2010. Т. 46. № 4. С. 45 - 55.

  27. Левин В.М., Карасев В.Н., Картовицкий Л.Л. и др. Нестационарность процесса в модели ПВРД // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 6. С. 68 - 75.

  28. Левин В.М., Карасев В.Н., Картовицкий Л.Л. Вопросы организации рабочего процесса в камере сгорания ПВРД // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 5. С. 78 - 87.

  29. Багдасарян Г.Е., Микилян М.А., Варданян И.А., Пантелеев А.В. Замкнутая цилиндрическая оболочка в сверхзвуковом потоке газа в присутствии неоднородного температурного поля // Труды МАИ. 2018. № 103. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=100822

  30. Кутателадзе С.С, Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. - М.: Энергия, 1972. – 342 с.

  31. Левин В.М., Карасев В.Н., Картовицкий Л.Л. и др. Результаты предварительных испытаний двухрежимного ПВРД // Труды ЦАГИ. 2015. № 2736. С. 28 - 34.

  32. Карасев В.Н., Левин В.М. Моделирование тяговых характеристик прямоточного воздушно-реактивного двигателя для больших сверхзвуковых скоростей полета // Труды МАИ. 2013. № 64. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=36551

  33. Эзрохи Ю.А., Дрыгин А.С., Кизеев И.С., Селиванов О.Д., Фокин Д.Б. Перспективы применения технологии третьего контура в условиях сверхзвукового полета // Труды МАИ. 2016. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91846

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход