Особенности течения сверхзвуковых потоков в узких цилиндрических каналах
17
вании
k
−ε
-модели наблюдается смещение первого диска Маха ближе
к входному сечению канала (при
х
= 5 мм по сравнению с
х
= 7…8 мм
для ламинарного течения и модели Спаларта — Аллмареса), что про-
исходит, на наш взгляд, вследствие более интенсивного турбулентно-
го перемешивания во входной зоне канала.
Выводы.
Проведено расчетно-теоретическое исследование осо-
бенностей течения сверхзвуковых высокоэнтальпийных потоков в
узких цилиндрических каналах диаметром 5 мм и длиной 50, 100 и
150 мм при ламинарном и турбулентном режимах течения. Показа-
но, что в зависимости от длины канала имеет место торможение
различной интенсивности вплоть до формирования зоны дозвуково-
го течения значительной длины. Проанализированы особенности
трансформации профилей скоростей потока по длине канала. Про-
демонстрировано незначительное отличие результатов, полученных
в рассматриваемых условиях для ламинарного течения и течения с
использованием модели турбулентности Спаларта — Аллмареса.
Показано, что
k
−ε
-модель турбулентности и ее различные модифи-
кации дают близкие результаты.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Neuman E.P., Lustwerk F. Supersonic Diffusers for Wind Tunnels.
J. Appl.
Mech
., 1949, vol. 16, no. 2, pp.195–202.
[2] Гуськов О.В., Копченов В.И., Липатов И.И., Острась В.Н., Старухин В.П.
Процессы торможения сверхзвуковых течений в каналах
. Москва, Физ-
матлит, 2008, 168 с.
[3] Липатов И.И. Процессы торможения сверхзвуковых течений в каналах.
Известия Саратовского университета. Сер. Математика. Механика.
Информатика
, 2008, т. 8. вып. 3, с. 49–56.
[4] Hoffman K., Chiang S.
Computational Fluid Dynamics
. 2000, vol. 1, 486 р.;
vol. 2, 469 p.; vol. 3, 175 p.
[5] Spalart P.R. and Allmaras S.R. A One-Equation Turbulence Model for Aerody-
namic Flows.
Recherche Aerospatiale
, no. 1, 1994, pp. 5–21.
[6] Белов И.А., Исаев С.А.
Моделирование турбулентных течений
. Санкт-
Петербург, Балт. гос. техн. ун-т, 2001, 108 с.
[7] Chien K.-Y. Predictions of Channel and Boundary-Layer Flows with a Low-
Reynolds-Number Turbulence Model.,
AIAA J
., vol. 20, no. 1, 1982, pp. 33–38.
[8] Patel V., Rodi W. and Scheuerer G. Turbulence models for near-wall and low
Reynolds number flows: A review.
AIAA J
., 23 (1985), pp. 1308–1319.
[9] Yap C.R.
Turbulent heat and momentum transfer in recirculation and impinging
flows. PhD thesis
. Dept. of Mech. Eng., Faculty of Technology, Univ. of Man-
chester, 1987.
[10] Breuss M. Dietrich D. Fuzzy numerical schemes for hyperbolic differential
equations. B. Mertsching, M. Hund, Z. Aziz (Eds.)
Advances in Artificial Intel-
ligence. Lecture Notes in Computer Science
, vol. 5803, 419–426, Springer-
Verlag Berlin Heidelberg, 2009.
Статья поступила в редакцию 15.07.2013
