Численное исследование сверхзвукового потока воздуха с перпендикулярным вдувом газовой струи в плоском канале. Дыбыс жылдамдығынан жоғары ауа ағынының перпендикулярлы бағытта үрленетiн газды ағыншамен байланысын жазық каналда сандық түрде зерттеу.
81 48
Ключевые слова:
сверхзвуковой поток, струя гелия, турбулентность, к-е модель, Болдуина-Ломакса модель, ENO схемаАннотация
В работе рассмотрено численное исследование сверхзвукового турбулентного потока с перпендикулярным вдувом струи гелия. Алгоритм численного решения основан на ENO схеме третьего порядка точности. Исследовано влияние моделей турбулентности k −ε, k − ε с сжимаемостью и Болдуина-Ломакса на ударно-волновую структуру течения, сверхзвуковую и дозвуковую зоны потока, на образование вихревой (рециркуляционной) структуры в дозвуковой зоне потока вблизи стенки перед струей и за ней. Также исследовано влияние геометрии и параметров потока на длину отрывной зоны потока вблизи стенки и глубину проникновения струи. Получено количественное и качественное согласование результатов расчета с экспериментальными данными Крамера и Роджерса, в частности по давлению на стенке. Осы жұмыста дыбыс жылдамдығынан жоғары турбуленттi ағынның перпендикуляр бағытта үрленетiн гелий ағыншасымен байланысының сандық зерттеуi қарастырылған. Сандық шешiмiнiң алгоритмi үшiншi реттi дәлдiкпен аппроксимацияланатын ENO схемаға негiзделген. k −ε және сығылғыштықты ескеретiн k −ε, Болдуин-Ломакс модельдерiнiң соқпа толқынды құрылымға, ағынның дыбыс жылдамдығынан жоғары және төмен аймақтарына, ағынның қабырға маңындағы ағыншаға дейiнгi және ағыншадан кейiнгi дыбыс жылдамдығынан төмен аймақтардағы құйыңды (рециркуляциялы) құрылымның пайда болуына әсерi зерттелiнген. Сонымен қатар геометрия мен ағынның параметрлерiнiң қабырға маңындағы ағынның бөлiнiп кетуi ұзындығына және ағыншаның кiру тереңдiгiне әсерi зерттелiнген. Алынған сандық нәтижелердiң Крамер мен Роджерстiң эксперименталды мағұлыматтарымен, соның iшiнде қабырғадағы қысыммен сандық және сапалық сәйкестiгi көрсетiлген.Библиографические ссылки
1. Elizabeth H. Weidner and J. Philip Drummond Numerical Study of Staged Fuel Injection for Supersonic Combustion // NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia. AIAA Journal. - v. 20, No. 10 - P. 1426-1431.
2. Clarence F. Chenault and Philip S. Beran k −ε and Reynolds Stress Turbulence Model Comparisons for Two-Dimensional Injection Flows // AIAA Journal. - August 1998 - vol.36,No 8.
3. J.P. Drummond Numerical simulation for perpendicular sonic hydrogen injection into a ducted supersonic airstream // AIAA. - vol.17, No.5 - P. 531-533.
4. Dean R. Eklund et al. Calculation of Supersonic Turbulent Reacting Coaxial Jets // AIAA Journal. - vol.28, No. 9.
5. J.Sh. Shun and S. Yun Numerical investigation of the flows with chemical reactions based on the LU-factored scheme constructed by the method of the symmetric successive overrelaxation // Aerokosmich. Tekhnika. - No.10 - P. 102-113.
6. 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, No.4 - P. 372-380.
7. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - Москва: Наука, 1987 г.
8. D. P. Rizetta Numerical Investigation of Supersonic Wing-Tip Vortices // 26-th AIAAFluid Dynamics Conference.
9. 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 - P. 367-374.
2. Clarence F. Chenault and Philip S. Beran k −ε and Reynolds Stress Turbulence Model Comparisons for Two-Dimensional Injection Flows // AIAA Journal. - August 1998 - vol.36,No 8.
3. J.P. Drummond Numerical simulation for perpendicular sonic hydrogen injection into a ducted supersonic airstream // AIAA. - vol.17, No.5 - P. 531-533.
4. Dean R. Eklund et al. Calculation of Supersonic Turbulent Reacting Coaxial Jets // AIAA Journal. - vol.28, No. 9.
5. J.Sh. Shun and S. Yun Numerical investigation of the flows with chemical reactions based on the LU-factored scheme constructed by the method of the symmetric successive overrelaxation // Aerokosmich. Tekhnika. - No.10 - P. 102-113.
6. 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, No.4 - P. 372-380.
7. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - Москва: Наука, 1987 г.
8. D. P. Rizetta Numerical Investigation of Supersonic Wing-Tip Vortices // 26-th AIAAFluid Dynamics Conference.
9. 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 - P. 367-374.
Загрузки
Как цитировать
Belyayev, Y., Naimanova, A., & Kaltayev, A. (2012). Численное исследование сверхзвукового потока воздуха с перпендикулярным вдувом газовой струи в плоском канале. Дыбыс жылдамдығынан жоғары ауа ағынының перпендикулярлы бағытта үрленетiн газды ағыншамен байланысын жазық каналда сандық түрде зерттеу. Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 74(3), 90–101. извлечено от https://bm.kaznu.kz/index.php/kaznu/article/view/153
Выпуск
Раздел
Механика
