Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕГЛЫ ДИССЕРТАЦИИ. Численное модели-шанне течения в тракте шперэвушеой силовой установки (СУ), пегрпрованной с гиперззуковым летательным аппаратом (ГЛА), с учётом граничного слоя и физико-химических превращений представляет большой ітерес как с научно-методической, так и с прикладной стороны. Это Зъясняется, с одной стороны, ограниченностью возможности проведения хпернментальных исследований проблемы интеграции ГЛА с гиперзЕуковыи )ямоточным воздушно-реактивным двигателем (ГПВРД), с другой стороны ишчием специфических трудностей расчёта таких течений. Требования к эщности ЭВМ, необходимой для решения задач такого рода, накладывают раниченпе на широкое использование полной системы уравнений Навье-токса. Существующие методы численного моделирования, основанные на эшенпп упрощённых уравнений Навье-Стскса, не удовлетворяют іебоваїшям работоспособности и эффективности в широком диапазоне іроделяющих параметров. В первую очередь это относится к пользованию данных методик расчёта для численного моделирования ічеиий со сло»аіой газодинамической структурой ( ударно-волновой и вязко-івязкого взаимодействия). В связи с этим повышение качества методов ісчета гиперзвуковых вязких течений в сложных конфигурациях с учётом пряничного слоя и физико-химических превращений является одной из стуальиых задач, стоящих перед вычислительной аэрогидродинамикой.
ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ диссертации заключались:
і в разработке метода численного решения параболизованных
>авнений Навье-Стокса (PNS) применительно к сверхзвуковым течениям с экапьными дозвуковыми зонами; при этом разработка метода юдусматривала:
і анализ корректное постановки задачи Коши для параболизованных завнений Навье-Стокса, регуляризацию решения этой задачи в дозвуковых Зпастях,
і создание для маршевого метода расчёта конечно-разностной схемы зспадного типа, пригодной в сеерх- и дозвуковых областях, і построение работоспособного алгоритма глобальных итераций (г.и.) для гёга эффектов вязко-невязкого взаимодействия,
\ в использовании разработанной расчётной методики для численного
оделирования ламинарных и турбулентных течений газов и газовых смесей с
гёгом процессов горения в каналах, струях, а также в тракте ГПВРД,
I в проведении расчёта течения в тракте гиперзвуковой СУ,
нтегрированной с ГЛА,
І в исследовании влияния пограничного слоя на основные
фактеристнки силовой установки, интегрированной с ГЛА.
-
создание конечно-разностной схемы для численного решения параболизованных уравнений Навье-Стокса маршевый методом применительно к сверх- ы гиперззуковым течениям с локальными дозвуковыми зонами, которая является обобщением сверхзвукового стационарного аналога схемы С.К. Годунова,
-
решение задачи учёта пограничного слоя в проблеме интеграции ГЛА с ГПВРД, полученное с использованием разработанной методики численного решения уравнений PNS применительно к моделированию турбулентных сверхзвуковых течений с локальными дозвуковыми зонами.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем:
-
создание новой эффективной конечно-разностной схемы позволило существенно расширить класс решаемых задач сверхзвукового обтекания с учётом локальных дозвуковых областей в рамках маршевого метода решения параболизованных уравнений Навье-Стокса;
-
получены новые данные о влиянии пограничного слоя на основные характеристики гиперзвуковой силовой установки, интегрированной с ГЛА, в частности, на процесс горения в камере сгорания (КС) ГПВРД и на тяговые характеристики двигателя.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Предложенный метод расчёта обладает высокой эффективностью и может быть использован для расчёта широкого круга практически важных течений. Разработанный комплекс программ позволяет исследовать структуру потока в тракте современных гиперзвуковых СУ, интегрированных с ГЛА, и оценивать влияние пограничного слоя на основные характеристики СУ. Разработанный комплекс программ может быть использован в задачах аэродинамического проектирования.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы
докладывались на 2-ой Межотраслевой научно-технической конференции ЦИАЇУІ (1990), на Школе-семинаре ЦАГИ "Механика жидкости и газа" (Жуковский, 1992), на Научно-технической конференции ФАПТ МФТИ (Жуковский, 1993), на XVIII, XIX и XX научных чтениях по космонавтике (МГУ, 1994, 1995, 1996), на International Aerospace Congress IAC'94 (Moscow, 1994), на Sixth Japanese-Russian Joint Research Meeting "Some Concept Studies on Thermo-Fluid Engineering Problems in ABEs". Moscov/. 1996.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ. Основные результаты диссертации изложены в девяти научных публикациях.
СТРУКТУРА И ОБЪЕГЛ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов, заключения, списка литературы и рисунков, содержит 142 стр., включая 25 стр. с рисунками и 8 стр. списка литературы. В работе 53 рисунка и 65 наименований в списке литературы.