Влияние выбора граничных условий на результаты расчёта пристеночных течений


DOI: 10.34759/trd-2022-122-09

Авторы

Березко М. Э.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

e-mail: maxberezko@yandex.ru

Аннотация

Предложен подход к обоснованию выбора граничных условий на твёрдой поверхности для течений различной степени неравновесности. Рассмотрены различные варианты постановки граничных условий: граничные условия прилипания, граничные условия скольжения пограничного слоя, а также явное описание межмолекулярного взаимодействия молекул газа с молекулами твёрдой поверхности, путём задания функции распределения молекул по скоростям. Численные эксперименты проводятся для плоского течения Куэтта.

Ключевые слова:

моментные уравнения, кинетическое уравнение, неравновесные течения, течение Куэтта, граничные условия

Библиографический список

  1. Выонг Ван Тьен, Горелов С.Л., Русаков С.В. Эффекты немонотонности аэродинамических характеристик пластины в гиперзвуковом потоке разреженного газа // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=112844. DOI: 10.34759/trd-2020-110-9

  2. Грэд Г. О кинетической теории разреженных газов // Механика. 1952. № 4. С. 71-97.

  3. Коган М.Н. Динамика разреженного газа. – М.: Наука, 1967. - 440 с.

  4. Баранцев Р.Г. Взаимодействие разреженных газов с обтекаемыми поверхностями. - М.: Наука, 1975. – 343 с.

  5. Сакабеков А.C. Начально-краевые задачи для систем моментных уравнений Больцмана в произвольном приближении // Математический сборник. 1992. Т. 183. № 9. С. 67-88.

  6. Becker M., Boyland D.E. Flow field and surface pressure measurements in the fullymerged and transition flow regimes on a cooled sharp flat plate // Rarefied Gas Dynamics, Suppl. 4, 1967, vol. 2, pp. 993 – 1014.

  7. Tannehill J.C., Mohling R.A., Rakich J.V. Numerical computation of the hypersonicrarefied flow near the sharp leading edge of a flat plate // AIAA Journal, 1973, URL: https://doi.org/10.2514/6.1973-200

  8. Кузнецов М.М., Кулешова Ю.Д., Решетникова Ю.Г., Смотрова Л.В. Условия возникновения и величина эффекта высокоскоростного перехлёста в ударно-сжатой смеси газов // Труды МАИ. 2017. № 95. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=83571

  9. Березко М.Э., Никитченко Ю.А., Тихоновец А.В. Сшивание кинетической и гидродинамической моделей на примере течения Куэтта // Труды МАИ. 2017. № 94. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=80922

  10. Никитченко Ю.А., Попов С.А., Тихоновец А.В. Комбинированная кинетико-гидродинамическая модель течения многоатомного газа // Математическое моделирование. 2019. Т. 31. № 2. С. 18-32.

  11. Alofs D.J., Springer G.S. Cylindrical Couette flow experiments in the transition regime // The Physics of Fluids, 1971, vol. 14, no. 2, pp. 298-305.

  12. P. Degond, S. Jin, L. Mieussens. A smooth transition model between kinetic and hydrodynamic equations // Journal of Computational Physics, 2005, vol. 209 (2), pp. 665–694. DOI:10.1016/j.jcp.2005.03.025

  13. Березко М.Э., Никитченко Ю.А. Сравнение комбинированных кинетико-гидродинамических моделей различных порядков на примере течения Куэтта // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=112842. DOI: 10.34759/trd-2020-110-8

  14. Никитченко Ю.А. Модели первого приближения для неравновесных течений многоатомных газов // Труды МАИ. 2014. № 77. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=52938

  15. Никитченко Ю.А. Модели неравновесных течений. – М.: Изд-во МАИ, 2013. – 160 с.

  16. Никитченко Ю.А. Модельное кинетическое уравнение многоатомных газов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2017. Т. 57. № 11. С. 1882–1894.

  17. Хатунцева О.Н. Аналитический метод определения профиля скорости турбулентного течения жидкости в плоской задаче Куэтта // Труды МАИ. 2019. № 104. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=102091

  18. Кошмаров Ю.А., Рыжов Ю.А. Прикладная динамика разреженного газа. - М.: Машиностроение, 1977. – 184 с.

  19. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. – М.: Мир, 1991. Т. 1. – 502с.

  20. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. – М.: Мир, 1990. Т. 1. – 384 с.

  21. Пирумов У.Г., Росляков Г.С. Численные методы газовой динамики. – М.: Высшая школа, 1987. – 232 с.

  22. Crouseilles N., Degond P., Lemou M. A hybrid kinetic/fluid model for solving the gas dynamics Boltzmann–BGK equation // Journal of Computational Physics, 2004, vol. 199, pp. 776 – 808. DOI:10.1016/j.jcp.2004.09.006


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход