Особенности численного моделирования равновесной ударной адиабаты при использовании уравнения состояния реального газа


DOI: 10.34759/trd-2021-120-03

Авторы

Зыонг М. Д.

e-mail: dmd.lqd@gmail.com

Аннотация

Представлены физико-математические модели равновесной одномерной детонации с учетом уравнения состояния реального газа. Приведен оригинальный вычислительный алгоритм для построения равновесной детонационной адиабаты с применением упрощенного вириального уравнения состояния реального газа. Проведено исследование детонационных характеристик метано-воздушной горючей смеси при различных начальных условиях. В частности, получено, что скорость детонации Чепмена-Жуге при повышенных начальных давлениях может более чем на 10% превышать рассчитанную по идеальной модели. На основе анализа результатов численного моделирования подтверждена необходимость учитывать свойства реального газа для детонирующих смесей в области высоких давлений.

Ключевые слова:

реальный газ, горение и детонация, термодинамическое равновесие, равновесная детонационная адиабата, математическое моделирование

Библиографический список

  1. Булат П.В., Денисенко П.В., Волков К.Н. Тенденции разработки детонационных двигателей для высокоскоростных воздушно-космических летательных аппаратов и проблема тройных конфигураций ударных волн. Ч.I. Исследования детонационных двигателей // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 1. DOI:10.17586/2226-1494-2016-16-1-1-21

  2. Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Баскаков А.А., Ильченко М.А. Детонация воздушно-метановых смесейв сверхзвуковом сносящем потоке // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 2(683). С. 98-108.

  3. Гидаспов В.Ю. Численное моделирование стационарных волн горения и детонации в смеси частиц магния с воздухом // Труды МАИ. 2013. № 66. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=40233

  4. Гидаспов В.Ю. Численное моделирование стационарных детонационных волн в смеси частиц алюминия с воздухом // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=28605amp;PAGEN_2=3

  5. Гидаспов В.Ю., Северина Н.С. Некоторые задачи физической газовой динамики. — М.: Изд-во МАИ, 2016. 195 c.

  6. Крюков Б.Г., Абдуллин А.Л., Никандрова В.М., Исхакова Р.Л. Сокращение механизмов реакций при моделировании высокотемпературных течений в соплах // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=104166

  7. Крюков В.Г., Абдуллин А.Л., Никандрова М.В., Гасилин В.В. Генерация сокращенных реакционных механизмов для гетерогенных течений в соплах // Труды МАИ. 2020. № 112. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=116335. DOI: 10.34759/trd-2020-112-6

  8. Гидаспов В.Ю., Кононов Д.С. Численное моделирование сжигания топлива в стационарной детонационной волне в канале переменного сечения со сверхзвуковым потоком на входе и выходе // Труды МАИ. 2019. № 109. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=111353. DOI: 10.34759/trd-2019-109-6.

  9. Погосбекян М.Ю., Сергиевская А.Л., Крупнов А.А. Сравнительное моделирование процесса диссоциации молекул N2 в термически неравновесных условиях // Труды МАИ. 2018. № 102. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=98822

  10. Гидаспов В.Ю. Численное моделирование одномерного стационарного равновесного течения в детонационном двигателе // Труды МАИ. 2015. № 83. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=61826

  11. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. Теория детонации. — М.: ГИТТЛ, 1955. — 268 с.

  12. Белов Г.В. Термодинамическое моделирование: методы, алгоритмы, программы. — М.: Научный мир, 2002. С. 64-71 с.

  13. Назырова Р.Р. Вариационное исчисление как фундамент исследования течения среды при учете уравнения состояния реальных газов // Труды МАИ. 2017. № 92. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=76946

  14. Гиршфельдер Д., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. — М.: Издательство иностранной литературы, 1961. — 929 c.

  15. Гиббс Д.В. Термодинамика, статистическая механика. — М.: Наука, 1982. 584 с.

  16. Белов Г.В. Термодинамика. — М.: Юрайт, 2016. minus;248 с.

  17. Глушко В.П., Алемасов В.Е. и др. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. — М.: ВИНИТИ, 1971. Т.3. minus;350 с

  18. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание в 4-х т. — М.: Наука, 1982. Т. 1. Кн. 1. — 495 с.

  19. Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. — М: Металлургия, 1994. С. 45 — 47.

  20. Зыонг Минь Дык, Гидаспов В.Ю. Вычислительный алгоритм расчета состава продуктов сгорания углеводородных топлив при наличии конденсированной фазы // Труды МАИ. 2012. № 112. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=116331. DOI: 10.34759/trd-2020-112-4

  21. Meilanov R.P., Magomedov R.A. Thermodynamics in fractional calculus // Journal of Engineering physics and thermophysics, 2014, vol. 87, no. 6, pp. 1521 — 2531. DOI: 10.1007/s10891-014-1158-2

  22. Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев К.Г. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов: монография. — М.: Наука, 1982. — 260 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход