Расчетный анализ влияния температурной зависимости теплофизических свойств воздуха на ударно-волновую структуру сверхзвукового течения
Авторы: Саркисов А.В., Арефьев К.Ю., Абрамов М.А.
Опубликовано в выпуске: #12(144)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-12-2326
Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы
Закономерности изменения газодинамических характеристик сверхзвукового потока в аналитическом приближении постоянства теплофизических свойств при образовании скачков уплотнения известны и описаны в научной литературе. Тем не менее при формировании ударных волн наблюдаются сильные отклонения теплофизических свойств газа от идеальной модели. В данной работе предложен инженерный метод для определения газодинамических характеристик сверхзвукового потока при наличии ударно-волновой структуры. Проведенный в работе анализ включает в себя оценку параметров газа (в данном случае воздуха) по разработанной инженерной модели. Проведено сравнение их с результатами расчетов в аналитическом приближении с допущением о постоянстве теплофизических свойств и верификации на основе численного расчета с применением коммерческого программного комплекса для моделирования сверхзвукового газового потока.
Литература
[1] Kouremenos D.A. The normal shock waves of real gases and the generalized isentropic exponents. Forschung Im Ingenieurwesen, 1986, pp. 23–31.
[2] Kouremenos D.A., Kakatsios X.K., Krikkis R.N. Berechnung des senkrechten Verdichtungsstoßes des Wasserdampfes durch die Redlich–Kwong-Zustandsgleichung. Forschung im Ingenieurwesen, 1990, Bd. 56, N. 2, S. 54–57. DOI: 10.1007/BF02560959
[3] Passmann M. et al J. Phys.: Conf. Ser., 2017, vol. 821, art. ID 012004.
[4] Lemmon E.W., Bell I.H., Huber M.L., McLinden M.O. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 10.0. National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg, 2018.
[5] ANSYS Fluent User’s Guide. ANSYS, Inc., Release 2021 R1.
[6] Голубев А.Г. Аэродинамика. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, 607 с.
[7] Трусов Б.Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. Труды XIV Междунар. конф. по хим. термодинамике. Санкт-Петербург, 2002.
[8] Gupta R.N., Lee K.-P., Thompson R.A., Yos J.M. Calculations and curve fits of thermodynamic and transport properties for equilibrium air to 30000K. NASA Reference Publication 1260, 2013.
[9] Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 1974, no. 3, pp. 269–289.
[10] Ames Research Staff. Report 1135. Equations, Tables, and Charts for Compressible Flow. Ames Aeronautical Laboratory, Moffett Field, Calif., 1953.
[11] Крайко А.Н. Теоретическая газовая динамика: классика и современность. Москва, ТОРУС ПРЕСС, 2010, 440 с.
[12] Васильев Е.И., Крайко А.Н. Численное моделирование дифракции слабых скачков на клине в условиях парадокса Неймана. ЖВМиМФ, 1999, т. 39, № 8, с. 1393–1404.