Численное моделирование газодинамики факела ракетных двигателей
Авторы: Димитриенко Ю.И., Коряков М.Н., Захаров А.А.
Опубликовано в выпуске: #9(21)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-1115
Раздел: Математическое моделирование | Рубрика: Моделирование процессов горения
Разработана методика численного моделирования газодинамических параметров факела ракетной двигательной установки на твердом топливе. Показано, что численный метод расчета обеспечивает достаточно высокое качество результатов моделирования: он позволяет выявлять "тонкую" структуру газодинамических характеристик факела. Установлено, что в газодинамическом факеле продуктов горения возникает сложная многоскачковая картина течения, образованная системой трех типов взаимопересекающихся скачков: ударной волны, образующейся на границе раздела спутного потока и продуктов горения в факеле, скачка, обусловленного углом раскрыва сопла, ограничивающего внешнюю границу факела, и скачка, обусловленного разностью плотности продуктов горения на срезе сопла и невозмущенного потока. Приведены примеры численного моделирования распределения газодинамических параметров в факеле ракетного твердотопливного двигателя.
Литература
[1] Нельсон Х.Ф. Влияние рассеяния на ИК-излучение факелов ракет. Аэрокосмическая техника, 1986, № 1, с. 128-130
[2] Лагуткин В.Н., Пругло А.В., Равдин С.С. Метод расчета пространственных распределений параметров потока смеси частиц и газов. Тр. XLX науч. конф. "Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук". МФТИ, 2007, т. 1, с. 126-129
[3] Андреев Е.П., Завелевич Ф.С., Макаров И.П. Сравнение результатов расчета ИК-излучения факела с экспериментальными данными, полученными в вакуумной камере. Оптический журнал, 1998, т. 65, № 11, с. 34-36
[4] Димитриенко Ю.И., Коряков М.Н., Захаров А.А., Сыздыков Е.К. Развитие метода ленточно-адаптивных сеток на основе схем TVD для решения задач газовой динамики. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2011, № 2, с. 87-97.
[5] Димитриенко Ю.И. Численное моделирование обтекания перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов газовыми потоками / Мат. XVII Международной конф. по вычислительной механике и современным прикладным программным системам. Москва, 2011, с. 533-535
[6] Димитриенко Ю.И., Захаров А.А.. Коряков М.Н. Моделирование сопряженных аэрогазодинамических процессов обтекания и тепломассопереноса в композитных оболочечных конструкциях / Мат. XXXII всерос. конф. по проблемам науки и технологии. Миасс, МСНТ, 2012, с. 79-80
[7] Димитриенко Ю.И., Котенев В.П., Захаров А. А. Метод ленточных адаптивных сеток для численного моделирования в газовой динамике. Москва, ФИЗ-МАТЛИТ, 2011, 286 с.
[8] Димитриенко Ю.И. Разработка программного обеспечения для математического моделирования в задачах сверхзвуковой аэрогазодинамики перспективных летательных аппаратов / Тр. Междунар. сем. "Супервычисления и математическое моделирование". Саров, 2010, с. 148-155
[9] Димитриенко Ю.И., Захаров А.А., Коряков М.Н. Модель трехмерного пограничного слоя и ее численный анализ. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. Спец. вып., 2011, с. 136-150
[10] Димитриенко Ю.И., Захаров А.А., Коряков М.Н., Сыздыков Е.К. Численное решение сопряженной задачи аэрогазодинамики и внутреннего теплопереноса в конструкциях гиперзвуковых летательных аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, вып. 11. URL: http://engjoumal.ru/catalog/mathmodel/aero/426.html
[11] Димитриенко Ю.И., Захаров А. А., Коряков М.Н. Моделирование газодинамических потоков в каналах сверхзвуковых воздухозаборников на основе модели трехмерного пограничного слоя. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, № 2, с. 16
[12] Димитриенко Ю.И., Захаров А.А., Абакумов А.С., Коряков М.Н., Сыздыков Е.К. Численное моделирование газовых потоков в каналах воздухозаборников на основе уравнений Навье—Стокса. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2011, № 4, с. 44-54
[13] Шишков А. А., Панин С. Д., Румянцев Б.В. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива. Москва, Машиностроение, 1989
[14] Лосев С.А., Черный Г.Г., Якубов И.Т., Уманский С.Я. Физико-химические процессы в газовой динамике. Т. 1.: Динамика физико-химических процессов в газе и плазме. Москва, Изд-во МГУ, 1995. Т. 2: Физико-химическая кинетика и термодинамика. Москва, Изд-во МГУ, 2002
[15] Краснов Н.Ф. Аэродинамика. В 2 т. Москва, Высш. школа, 1980, т. 1, 495 с., т. 2, 416 с.