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

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.21

Технічна механіка, 2018, 4, 75- 81

АНАЛІЗ ВПЛИВУ МОДЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОЇ В'ЯЗКОСТІ НА РОЗРАХУНОК СТРУМИННИХ ТЕЧІЙ ПРОДУКТІВ ЗГОРЯННЯ РАКЕТНИХ ДВИГУНІВ

Галинський В. П.

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

      У роботі наводяться результати розрахунків течій в турбулентних газових струменях з використанням моделей турбулентної в'язкості: алгебраїчної Сафронова А. і однопараметричних диференціальних моделей Секундова А. і Nut-90. Метою роботи є вибір із запропонованих трьох моделей найбільш відповідної моделі турбулентності, призначеної для використання при проведенні розрахунків течій в надзвукових турбулентних струменях продуктів згоряння реактивних двигунів. Розрахунок турбулентної течії в надзвуковому струмені здійснюється неявним маршовим методом уздовж осі струменя розв’язання рівнянь «в’язкого шару». Вибір моделі турбулентності, призначеної для розрахунку турбулентних течій в надзвукових струменях продуктів згоряння ракетних двигунів, ґрунтується на порівнянні результатів розрахунків з наведеними в літературі експериментальними даними. На основі порівняння з експериментальними даними для проведення розрахунків течій в турбулентних струменях реактивних двигунів були обрані алгебраїчна модель турбулентності і однопараметрична диференціальна модель турбулентності Nut-90. У моделі турбулентності Секундова реалізується завищене турбулентне перемішування в порівнянні з експериментальними даними, і тому цю модель було виключено з подальшого аналізу. З використанням обраних двох моделей турбулентності було проведено порівняльні розрахунки течій в струменях продуктів згоряння для двох реактивних двигунів, які відрізняються як розмірами вихідного сопла, так і складом продуктів згоряння. З результатів проведених досліджень течій в струменях продуктів згоряння можна зробити висновок про те, що жодна з досліджених моделей турбулентності не може бути використана в якості універсальної моделі для розрахунку течій в турбулентних струменях продуктів згоряння реактивних двигунів. Вибір відповідної моделі турбулентності може бути заснований тільки на експериментальних даних.

струмінь, турбулентність, експеримент, ракетний двигун, продукти згоряння, числовий розрахунок, параметри потоку

1 Молчанов А. М. Численный метод расчета сверхзвуковых турбулентных струй. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2009. С. 1–24. URL: http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2009-12-14-001.pdf.

2 Ларина Е. В., Крюков И. А., Иванов И. Э. Моделирование осесимметричных струйных течений с использованием дифференциальных моделей турбулентной вязкости. Труды МАИ. 2015. Выпуск № 91. 24 с. URL: http://www.mai.ru/science/trudy.

3 Seiner J. M., Norum T. D. Experiments of shock associated noise on supersonic jets. AIAA Paper. 1979. № 79-1526.

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

5 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.

6 Тимошенко В. И., Дешко А. Е. Численное моделирование истечения сверхзвуковой многокомпонентной химически реагирующей струи продуктов сгорания ракетного двигателя. Космічна наука і технологія. 2017. Т. 23, № 5. С. 3–11.

7 Секундов А. Н. Применение дифференциального уравнения для турбулентной вязкости к анализу плоских неавтомодельных течений. Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1971. № 5. С. 114–127.

8 Гуляев А. Н., Козлов В. Е., Секундов А. Н. К созданию универсальной однопараметрической модели турбулентной вязкости. Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1993. № 4. С. 69–81.

Copyright (©) 2018 Галинський В. П.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка