Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Актуальность темы диссертации обусловлена возникшим в последние годы интересом к задаче управления сверхзвуковым потоком частично ионизованного газа с помощью внешнего магнитного поля. МГД эффекты в сверхзвуковых течениях могут быть использованы при разработке перспективных гиперзвуковых и воздушно-космических летательных аппаратов. Интерес к этой задаче вызван практической возможностью создания такого летательного аппарата, течение в воздухозаборнике которого будет управляться внешним магнитным полем.
Различные приложения сверхзвуковой магнитной газодинамики и в первую очередь создание МГД генераторов и ускорителей инициировали проведение широкого круга таких исследований. Однако многие аспекты внутренних течений ионизованного газа во внешнем магнитном поле применительно к каналам сверхзвуковых входных устройств еще далеки от окончательного изучения.
Ввиду известной ограниченности экспериментального и аналитического подходов, а так же благодаря быстрому прогрессу в создании высокопроизводительных компьютеров и эффективных алгоритмов расчета, численное моделирование в настоящее время стало одним главных методов изучения сложных газодинамических течений.
Цели работы.
Цель работы состояла в разработке алгоритма расчета двух и трехмерных течений сверхзвукового потока частично ионизованного газа в каналах сложной геометрии и исследовании с его помощью особенностей влияния внешнего магнитного поля на структуру течения.
Этой целью продиктована необходимость выбора математической модели позволяющей с достаточной точностью описывать все
существенные особенности течения и выбора численного алгоритма, соответствующего этой математической модели.
Научная новизна работы.
- Исследовано влияние магнитного поля на структуру течения
в канале сложной геометрии.
Впервые исследовано влияние параметров магнитного поля на переход к нестационарному режиму для двумерных течений в канале и развитие нестадионарности.
-Впервые исследованы характерные особенности трехмерного течения и развитие нестационарности.
- Определено влияние пондсромоторной силы и джоулева энер
говыделения: на структуру течения.
-Исследовано влияние внешнего магнитного поля на течение при различной ориентации вектора индукции.
Практическая значимость работы.
- Разработанный алгоритм позволяет исследовать двумерные
и трехмерные течения ионизованного газа во внешнем магнитном
поле в каналах сложной формы.
- Полученные данные о влиянии внешнего магнитного поля на
-^ечение-могут-бытьдсднльзованы_при проектировании воздухоза-
борников церспективных сверхзвуковых летательных аппаратов.
Основные положения, выносимые на защиту.
Результаты исследования двумерных течений частично ионизованного газа в каналах, включающие в себя анализ влияния параметров МГД взаимодействия на структуру течения, интегральные характеристики канала и переход к нестационарному режиму течения.
Результаты исследования трехмерных течений и анализ особенностей таких течений.
Апробация работы.
Материалы, составляющие содержание диссертации, были доложены на 2-ой Международной копференции по перспективам МГД и плазменных технологий [4], на 3-ей Международной конференции по перспективам МГД и плазменных технологии в аэрокосмических приложениях [5], на 31-ой Конференции АІАА по плазмодинамике [6], на семинаре ФТИ памяти Г.А. Гринберга и на семинарах сектора численного моделирования ФТИ.
Публикации.
Основные результаты диссертации изложены в 6 печатных работах.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из четырех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 109 страницах, содержит 51 рисунок, 76 литературных ссылок.