ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.6.011:533.21

Технічна механіка, 2020, 4, 72 - 81

РОЗРАХУНОК ВЗАЄМОДІЇ НАДЗВУКОВОГО СТРУМЕНЯ З ПЛОСКОЮ ПЕРЕШКОДОЮ, ВІДХИЛЕНОЮ ВІДНОСНО ОСІ СТРУМЕНЯ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2020.04.072

Галинський В. П.

Галинський В. П.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      У роботі наводяться результати чисельного розв’язання модельної задачі взаємодії плоского надзвукового струменя з плоскою напівнескінченною пластиною, яка може відхилятися щодо осі струменя. Робота присвячена вивченню змін параметрів потоку в полі течії струменя і розподілу тиску на поверхні пластини в залежності від її відхилення. Метою роботи є з'ясування залежності параметрів потоку в полі течії струменя і розподілу тиску на поверхні плоскої пластини від кута відхилення пластини і положення її передньої кромки. Для отримання чисельних результатів використані алгоритми маршового розрахунку в наближеннях нев'язкого газу і «в’язкого шару». При вибраних значеннях параметрів надзвукового нерозрохункового струменя проведені розрахунки для кутів відхилення пластини, що змінюються в діапазоні від 0 до 20?. Положення передньої кромки пластини задається двома координатами: поздовжньою і поперечною, при цьому в параметричних розрахунках поздовжня координата фіксується, а поперечна змінюється. Поперечний переріз, в якому неоднорідне поле струменя починає взаємодіяти з пластиною, визначається в залежності як від положення передньої кромки пластини, так і її відхилення. В результаті проведених досліджень щодо впливу кута відхилення пластини і положення передньої кромки пластини з'ясовано: частоти коливань параметрів потоку в полі течії струменя і на поверхні пластини зменшуються, а їх амплітуди зростають зі збільшенням кута відхилення пластини; становище точки на поверхні пластини, в якій реалізується максимум тиску, залежить від початкового положення передньої кромки пластини і може не збігатися з перетином початку взаємодії струменя з пластиною. Отримані результати можуть бути використані для якісної оцінки впливу різних параметрів в полі течії в струмені.
     

надзвуковий струмінь, плоска пластина, взаємодія, нев’язкий газ, наближення в’язкого шару, маршовий алгоритм, чисельні розрахунки, розподіли тиску, параметри потоку

1. Горшков Г. Ф., Усков В. Н. Особенности автоколебаний, возникающих при обтекании ограниченной преграды сверхзвуковой недорасширенной струей. Прикл. матем. и техн. физ. 1999. Т. 40, № 4. С. 143–149. https://doi.org/10.1007/BF02468443

2. Дубинская Н. В., Иванов М. Я. К расчету взаимодействия сверхзвуковой струи идеального газа с плоской преградой, перпендикулярной ее оси. Уч. зап. ЦАГИ. 1975. Т. 6, № 5. С. 38–44.

3. Молесон Г. В. Численное исследование растекания струи при ее нормальном падении. Тр. ЦАГИ. 1988. Вып. 2411. С. 30–41.

4. Адрианов А. Л., Безруков А. А., Гапоненко Ю. А. Численное исследование взаимодействия сверхзвуковой струи газа с плоской преградой. Прикл. матем. и техн. физ. 2000. Т. 41, № 4. С. 106–111. https://doi.org/10.1007/BF02466865

5. Иванов М. Я., Назаров В. П. Численное решение задачи о «боковом» взаимодействии нерасчетных сверхзвуковых струй идеального газа с плоскостью и друг с другом. Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 1974. Т. 14, № 1. С. 181–187. https://doi.org/10.1016/0041-5553(74)90146-3

6. Иванов М. Я., Назаров В. П. Исследование «бокового» взаимодействии сверхзвуковой недорасширенной струи идеального газа с поверхностями различной формы. Изв. АН СССР, МЖГ. 1974. № 6. С. 91–96. https://doi.org/10.1007/BF01020012

7. Погорелов В. И. Численное исследование взаимодействия сверхзвуковой струи с цилиндро–конической преградой. Уч. зап. ЦАГИ. 1979. Т. 10, № 3. С. 91–95.

8. Запрягаев В. И., Киселев С. П., Кундасев С. Г. Структура течения при взаимодействии сверхзвуковой перерасширенной струи с плоской наклонной преградой. Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2016. № 45. С. 32–49. https://doi.org/10.15593/2224-9982/2016.45.02

9. Моченов Р. А, Сотниченко А. В., Иваницкий Г. М., Сало М. П. Исследование силового и теплового воздействия сверхзвуковых струй ракет космического назначения на газоход стартового комплекса при работе системы водоподачи. Космічна наука і технологія. 2020. Т. 26, № 3. С. 3–19. https://doi.org/10.15407/knit2020.03.003

10. Тимошенко В. И., Белоцерковец И. С. Маршевый расчет течения при взаимодействии сверхзвуковой турбулентной струи со спутным ограниченным дозвуковым потоком. Вісн. Дніпропетр. ун-ту. 2008. 1, вип. 1. С. 15–23.

11. Тимошенко В. И. Однородный алгоритм расчета течения вязкой сверхзвуковой струи в затопленное пространство. Техническая механика. 2018. № 1. С. 16–24. https://doi.org/10.15407/itm2019.01.016

12. Родионов А. В. Новый маршевый метод расчета струй продуктов сгорания. Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2002. T. 42, № 9. С. 1413–1424.

13. Сафронов А. В. Метод расчета струй продуктов сгорания при старте. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2006. С. 1–19. URL: www.chemphys.edu.ru/pdf/2006-10-23-001.pdf.

Copyright (©) 2020 Галинський В. П.

Copyright © 2014-2020 Технічна механіка