Результаты численного моделирования истечения сверхзвуковой струи


DOI: 10.34759/trd-2023-130-24

Авторы

Абдурашидов Т. О.*, Бут А. Б.**, Чупина Е. С.***

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: rocket37@yandex.ru
**e-mail: anatoly_boot@mail.ru
***e-mail: 2qchupina.yelizaveta@mail.ru

Аннотация

В работе представлены результаты расчетов сверхзвуковых холодных турбулентных струй с использованием прикладного программного обеспечения. Приводится сравнение результатов расчетов с данными эксперимента. Приводятся методы адаптации расчетной сетки для получения качественных результатов расчета и экономии машинных ресурсов при проведении расчетов. Проведенные в работе расчеты показали удовлетворительное сходство с данными экспериментальных работ. Моделирование сверхзвуковой струи в осесимметричной постановке с режимом адаптации расчетной сетки позволило существенно сэкономить вычислительные ресурсы и суммарное время расчета. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы в прикладных задачах.

Ключевые слова:

газодинамика, сверхзвуковые струи, численное моделирование, компьютерное моделирование

Библиографический список

  1. Бирюков Г.П., Бут А.Б., Хотулев В.А., Фадеев С.А. Газодинамика стартовых комплексов. — М.: «РЕСТАРТ», 2012. — 364 с.
  2. Маштаков А.П., Красильников Р.В. Физические основы пуска: учебное пособие. — СПб.: Изд-во БГТУ, 2018. — 112 с.
  3. Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. Прикладные задачи газодинамики и теплообмена в энергетических установках ракетной техники. — М.: Изд-во МАИ, 2014. — 167 с.
  4. Pandey K., Kumar V., Srivastava P. CFD Analysis of Twin Jet Supersonic Flow with Fluent Software // Current Trends in Technology and Sciences, 2012, vol. 1, issue 2, pp. 84-91.
  5. Fu Debin, Yu Yong, Niu Qinglin. Simulation of underexpanded supersonic jet flows with chemical reactions // Chinese Journal of Aeronautics, 2014, vol. 27 (3), pp. 505-513. DOI: 1016/J.CJA.2014.04.003
  6. Zang B., Vevek U.S., Lim H.D., Wei X., New T.H. An assessment of OpenFOAM solveron RANS simulation of round supersonic free jets // Journal of Computational Science, 2018, vol. 28, pp. 18-31. DOI: 1016/j.jocs.2018.07.002
  7. Глушко Г.Ф., Иванова И.Э., Крюков И.А. Расчет сверхзвуковых струйных течений. Препринт № 793. — М.: Институт проблем механики РАН, — 36 с.
  8. Молчанов А.М. Расчет сверхзвуковых неизобарических струй с поправками на сжимаемость в модели турбулентности // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 1. С. 38–48.
  9. Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. Численное моделирование взаимодействия многоблочных сверхзвуковых турбулентных струй с преградой // Труды МАИ. 2013. № 70. URl: https://trudymai.ru/published.php?ID=44440
  10. Исаев С.А., Липницкий Ю.М., Баранов П.А., Панасенко А.В., Усачов А.Е. Моделирование турбулентной сверхзвуковой недорасширенной струи, истекающей в затопленное пространство, с помощью модели переноса сдвиговых напряжений // Инженерно-физический журнал. 2012. Т. 85. № 6. С. 1253–1267.
  11. Трошин А.И., Запрягаев В.И., Киселев Н.П. Расчетно-экспериментальное исследование сверхзвуковой слабонедорасширенной струи // Труды ЦАГИ. 2013. № 2710. С. 111–120.
  12. Запрягаев В.И., Иванов И.Э., Крюков И.А., Локотко А.В. Исследование структуры турбулентной струи // VII Международная конференция по неравновесным процессам в соплах и струях, NPNJ-2008 (Алушта, 24-31 мая 2008): сборник трудов. — М.: Изд-во МАИ, 2008. С. 192–195.
  13. Абдурашидов Т.О., Осипов А.В., Корчагова В.Н., Крапошин М.В, Смирнова Е.В., Стрижак С.В. Применение открытого программного обеспечения для решения прикладных задач гидрогазодинамики старта // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т. 16. № 4. С. 7-20.
  14. Сназин А.А., Шевченко А.В., Панфилов Е.Б. Исследование локальной адаптации сетки конечных элементов в задаче обтекания тела сверхзвуковым потоком // Труды МАИ. 2022. № 125. URl: https://trudymai.ru/published.php?ID=168165. DOI: 34759/trd-2022-125-06
  15. Zapryagaev V.I., Kudryavtsev A.N., Lokotko A.V., Solotchin A.V., Pavlov A.A., Hadjadj A. An Experimental and Numerical Study of a Supersonic Jet Shock-Wave Structure // West East High Speed Flow Fields, Barcelona, 2003, pp. 244-305.
  16. Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Кундаев С.Г. Расчетно-экспериментальное исследование газодинамической структуры сверхзвуковой перерасширенной струи // Вестник Новосибирского государственного университета. Cерия: Физика. 2013. Т. 8. № 4. С. 84–92.
  17. Антипова М.С., Дядькин А.А., Запрягаев В.И., Крылов А.Н. Компьютерное моделирование истечения холодной сверхзвуковой струи из конического сопла с использованием программного пакета FLOEFD // Космическая техника и технологии. 2016. № 1 (12). C. 5-11.
  18. Кравчук М.О., Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В. Вопросы моделирования турбулентности для расчета сверхзвуковых высокотемпературных струй // Труды МАИ. 2015. № 82. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=58536
  19. Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. Результаты экспериментальных исследований взаимодействия многоблочных сверхзвуковых турбулентных струй с преградой // Труды МАИ. 2013. № 69. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=43076
  20. Barth T.J. Jespersen D. The design and application of upwind schemes on unstructured meshes // In Proceedings of the Technical Report AIAA-89-0366, 2012. DOI: 2514/6.1989-366

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход