Расчетное моделирование теплового состояния элементов…
3
Рис. 2.
Схема проточного тракта двухскачкового
плоского воздухозаборного устройства
Следует отметить, что приведенные зависимости были получены
для малых сверхзвуковых скоростей потока и их применение в расче-
те течения с числами Маха, реализуемыми при работе рассматривае-
мого ПВРД, является не вполне корректным. При больших скоростях
потока необходимо учитывать влияние температуры на термодина-
мические параметры газа. Температура за скачком в диссоциирован-
ном воздухе снижается, а плотность возрастает, что влечет за собой
уменьшение угла наклона скачка уплотнения.
Однако полученная без учета физико-химических превращений
картина позволяет оптимизировать входную часть ПВРД таким обра-
зом, чтобы скачки проходили максимально близко от передней кром-
ки камеры сгорания, что соответствует наилучшему с позиции мини-
мизации потерь режиму работы двигательной установки.
Кроме того, результаты предварительной оценки параметров те-
чения дают возможность проанализировать более точный компью-
терный расчет на предмет возможных ошибок.
Основной газодинамический расчет и расчет конвективных тепло-
вых потоков были проведены в программе FloEFD [4], в основе которой
лежит численное решение системы уравнений Навье — Стокса.
Для подтверждения корректности результатов численного моде-
лирования средствами FloEFD была выбрана задача определения
теплового потока в передней критической точке тела со сферическим
притуплением. Задача обтекания сферы сверхзвуковым потоком в
настоящее время глубоко изучена, имеется большой выбор матема-
тических моделей, хорошо согласующихся с экспериментальными
данными.
Рассмотрено обтекание сферического притупления радиусом
R
0
= 8 мм в диапазоне М = 3…15.
Тепловой поток в передней критической точке тела рассчитывали
по аппроксимационному уравнению [5]
1/3
1/6
0,6
0 0
0
0, 712 1 0, 08 Pr
w
w
w
w w
I
q
I
1/4
1
0
0
0
0
2
,
w
p
I I
R
(1)
где
I
w
— энтальпия газа при температуре стенки;
I
0
— энтальпия
торможения потока; Pr — число Прандтля; μ — динамическая вяз-
