Численное исследование горения в сверхзвуковом потоке с поперечной инжекцией водорода. Дыбыс жылдамдығынан жоғары ағындағы көлденең бағытта инжекцияланатын сутектiң жануын сандық түрде зерттеу.
88 37
Ключевые слова:
supersonic flow, hydrogen combustion, ENO-scheme, seven chemical reactions mechanismАннотация
В данной работе был разработан вычислительный программный код для многокомпонентного осредненного по Фавру уравнения Навье-Стокса, который позволяет моделировать двумерные турбулентные сверхзвуковые реагирующие течения. Для численного решения системы уравнений была использована ENO схема третьего порядка точности, для вычисления турбулентной вязкости использована модель Болдуина-Ломакса. Для описания процессов реакции водорода был использован механизм семи химических реакций Спарка. Построенный компьютерный код был проверен решением двумерной химически реагирующей сверхзвуковой водородно-воздушной смеси, где основной воздушный поток входит в плоский канал и водород вдувается перпендикулярно из стенок канала. Было исследовано влияние граничных условий для температуры на стенке на турбулентное смешение. Екi өлшемдi дыбыс жылдамдығынан жоғары турбуленттi ағынды модельдеу үшiн Фавр бойынша орташаланған көп компоненттi Навье-Стокс теңдеулер жүйесiне есептеу гидродинамикасының бағдарламалық коды жасалынған. Берiлген теңдеулер жүйесiн шешу үшiн айқындалған ENO схема (үшiншi реттi дәлдiкпен) қолданылған және турбуленттi тұтқырлықты табу үшiн алгебралық Болдуин-Ломакс моделi колданылған. Сутектiң реакцияға түсуiн сипаттау үшiн Спарктың жетi реакциялық механизмiн аламыз. Жасалынған бағдарламалық код екi өлшемдi химиялық реакцияға түсетiн дыбыс жылдамдығынан жоғары сутектi-ауа ағынының байланысы, оның iшiнде басты ауа ағыны жазық каналға кiрiп, перпендикулярлы бағытта шекаралық қабырғалардан үрленетiн сутекпен байланысын сипаттайтын есеппен тексерiлген. Қабырғалардағы температураның шекаралық шартының турбуленттi араласу процесiне әсерi зерттелiнген.Библиографические ссылки
1.Beketaeva A.O., Naimanova A.Zh. Numerical simulation of a supersonic flow with transverse injection of jets // Journal of Applied Mechanics and Technical physics. - 2004.-Vol. 45, №3, - P. 367-374.
2.Dean R. Eklund, J. Philip Drummond and H.A. Hassan Calculation of Supersonic Turbulent Reacting Coaxial Jets // AIAA Journal. -September, 1990. -Vol. 28, №9.
3.SUN De-chuan, HU Chun-bo, CAI Ti-min Computation of Supersonic Turbulent Flowfield with Transverse Injection // Applied Mathematics and Mechanics. English Edition - Junuary 2002. - Vol. 23, №1 - P. 107-113.
4.Muhamed Ali, S. Ahmed, A. K. M. Sadrul Islam The Two-Dimensional Supersonic Flow and Mixing with a Perpendicular Injection in a Scramjet Combustor // Journal of Thermal Science - 2003. - Vol. 12, №4 - P. 372-380.
5.Kee R.J., Rupley F.M., Miller J.A. CHEMKIN-II: a Fortran chemical kinetic package for the analysis of gas-phase chemical kinetics // SANDIA Report SAND89-8009. - 1989.
6.Harten A., Engquist B., Osher S., Chakravarthy S.R. Uniformly High Order Accurate Non-oscillatory Schemes, III // Journal of Computational Physics. - 1987. - Vol.71. - P.231-303.
7.Harten A., Osher S., Engquist B., Chakravarthy S.R. Some Results on Uniformly High-Order Accurate Essentially Non-oscillatory Schemes // Applied Num. Math. - 1986. - Vol.2.- P.347-377.
8.E. H. Weidner and J. Ph. Drummond Numerical study of staged fuel injection // AIAA J. 20. - 1982. - No.10 - P. 1426-1431.
2.Dean R. Eklund, J. Philip Drummond and H.A. Hassan Calculation of Supersonic Turbulent Reacting Coaxial Jets // AIAA Journal. -September, 1990. -Vol. 28, №9.
3.SUN De-chuan, HU Chun-bo, CAI Ti-min Computation of Supersonic Turbulent Flowfield with Transverse Injection // Applied Mathematics and Mechanics. English Edition - Junuary 2002. - Vol. 23, №1 - P. 107-113.
4.Muhamed Ali, S. Ahmed, A. K. M. Sadrul Islam The Two-Dimensional Supersonic Flow and Mixing with a Perpendicular Injection in a Scramjet Combustor // Journal of Thermal Science - 2003. - Vol. 12, №4 - P. 372-380.
5.Kee R.J., Rupley F.M., Miller J.A. CHEMKIN-II: a Fortran chemical kinetic package for the analysis of gas-phase chemical kinetics // SANDIA Report SAND89-8009. - 1989.
6.Harten A., Engquist B., Osher S., Chakravarthy S.R. Uniformly High Order Accurate Non-oscillatory Schemes, III // Journal of Computational Physics. - 1987. - Vol.71. - P.231-303.
7.Harten A., Osher S., Engquist B., Chakravarthy S.R. Some Results on Uniformly High-Order Accurate Essentially Non-oscillatory Schemes // Applied Num. Math. - 1986. - Vol.2.- P.347-377.
8.E. H. Weidner and J. Ph. Drummond Numerical study of staged fuel injection // AIAA J. 20. - 1982. - No.10 - P. 1426-1431.
Загрузки
Как цитировать
Belyayev, Y., Kaltayev, A., Naimanova, A., & Chelliah, H. K. (2012). Численное исследование горения в сверхзвуковом потоке с поперечной инжекцией водорода. Дыбыс жылдамдығынан жоғары ағындағы көлденең бағытта инжекцияланатын сутектiң жануын сандық түрде зерттеу. Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 74(3), 81–89. извлечено от https://bm.kaznu.kz/index.php/kaznu/article/view/152
Выпуск
Раздел
Механика
