Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Федорченко И.А.   Федорова Н.Н.  

Численное моделирование инжекции струи водорода в канал с каверной

Докладчик: Федорченко И.А.

     Выдув струй в сверхзвуковой внешний поток используется для охлаждения поверхностей и для подачи топлива в камеру сгорания сверхзвуковых летательных аппаратов. Физическая картина таких течений весьма сложна, и для их исследования следует использовать все доступные методы.
      В настоящей работе задача о выдуве струи водорода во внешний турбулентный воздушный поток при числе Маха М=2.5 исследуется методом математического моделирования. Область течения представляет собой плоский канал с каверной, выдув водорода производится вблизи передней стенки каверны. В качестве математической модели используются полные осредненные уравнения Навье-Стокса, замыкаемые двухпараметрической моделью турбулентности k-w. Для расчета привлекается коммерческий пакет ANSYS FLUENT 12.0.
      Возникающие отрывные и поперечные скачки, контактные разрывы, волны разрежения и отрывные зоны образуют сложную волновую картину. Расчет параметров такого течения является сложной задачей, результаты которой в значительной мере зависят от выбора модели турбулентности и метода расчета.
      Алгоритм и программа верифицированы по экспериментальным данным.
      Параметрическое исследование задачи осуществляется при различных углах выдува струи и массового расхода. Показано, что увеличение массового расхода приводит к увеличению высоты проникновения струи в основной поток, что является положительным с точки зрения улучшения перемешивания инжектируемого газа с течением в канале. С другой стороны, увеличение массового расхода приводит к росту интенсивности отрывной ударной волны перед точкой выдува и, как следствие, к появлению поперечной ударной волны и запиранию течения в канале. Влияние угла выдува струи влияет на течение аналогичным образом: с приближением угла к нормальному, увеличивается высота проникновения струи и интенсивность отрывного скачка.

Файл тезисов: Fedorchenko_abs2.doc
Файл с полным текстом: Fedorova_Fedorchenko_extended.pdf


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск