О роли диссипативных слагаемых при математическом моделировании разреженных потоков газа


Авторы

Янышев Д. С.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

e-mail: dyanishev@gmail.com

Аннотация

Анализируются методы расчета разреженных струйных течений. Приводится формулировка математической модели разреженного течения на основе квазигазодинамических уравнений, отличающихся от классических уравнений Навье – Стокса дополнительными диссипативными слагаемыми. Приводятся данные расчетов, полученные с помощью указанной модели, а также уравнений Навье – Стокса с учетом второй вязкости. Проводится сравнение с экспериментом.

Ключевые слова:

течение разреженного газа, математическое моделирование, струи, квазигазодинамические уравнения

Библиографический список

  1. Kochetkov Y.M., Molchanov A.M., Siluyanova M.V. Calculation of high-altitude jets of the rocket engine based on quasi-gasdynamic equations // Russian Aero nautics. 2019. Vol. 62. No. 3. P. 423–428. URL: https://doi.org/10.3103/S1068799819030097

  2. Молчанов А.М., Попов В.Э. Расчет газовой динамики и излучения высотных струй // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2018. Т. 19. Вып. 2. URL: http://chemphys.edu.ru/issues/2018-19-2/articles/753/

  3. Chikitkin A., Rogov B., Tirsky G., Utyuzhnikov S. Effect of bulk viscosity in supersonic flow past spacecraft // Applied Numerical Mathematics. 2015. Vol. 93. P. 47–60. URL: https://doi.org/10.1016/j.apnum.2014.01.004

  4. Elizarova T. G. Quasi-gas-dynamic Equations. Springer, Berlin Heidelberg, 2009. 286 p. URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-00292-2

  5. Молчанов А.М., Янышев Д.С., Быков Л.В. О роли второй вязкости и справедливости гипотезы стокса при математическом моделировании теплообмена и гидродинамики в высокоскоростных течениях // Материалы Восьмой Российской национальной конференции по теплообмену (17–22 октября 2022 г., Москва). В 2 т. Т. 1. Москва: МЭИ, 2022.

  6. Физико-химические процессы в газовой динамике. Справочник. В 3 т. Т. 2. Физико-химическая кинетика и термодинамика / под ред. С.А. Лосева. Москва: Научный издательский центр механики, 2002. 368 с.

  7. Быков Л.В., Молчанов А.М. Математическое моделирование струй реактивных двигателей // Тепловые процессы в технике. 2011. Т. 3. № 3. С. 98–107.

  8. Быков Л.В., Завелевич Ф.С., Молчанов A.M. Расчет теплового излучения струй реактивных двигателей // Тепловые процессы в технике. 2011. Т. 3. № 4. С. 164–176.

  9. Molchanov A.M. Numerical Simulation of Supersonic Chemically Reacting Turbulent Jets // 20th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference (27–30 June, 2011, Honolulu, Hawaii). URL: https://doi.org/10.2514/6.2011-3211

  10. Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V., Varaksin A.Y. The Adaptive Composite Block-Structured Grid Calculation of the Gas-Dynamic Characteristics of an Aircraft Moving in a Gas Environment // Mathematics. 2022. Vol. 10(12). Article number 2130. URL: https://doi.org/10.3390/math10122130

  11. Simmons F.S. Rocket Exhaust Plume Phenomenology. El Segundo: Aerospace Press. 2000, 286 р. URL: https://arc.aiaa.org/doi/book/10.2514/4.989087

  12. Molchanov A.M., Bykov L.V., Yanyshev D.S. Calculating thermal radiation of a vibrational nonequilibrium gas flow using the method of k-distribution // Thermo- physics and Aeromechanics. 2017. Vol. 24. No. 3. P. 399–419. URL: https://doi.org/10.1134/S086986431703009X

  13. Физико-химические процессы в газовой динамике. Справочник. В 3 т. Т. 3. Модели процессов молекулярного переноса в физико-химической газодинамике / под ред. С.А. Лосева. Москва: Физматлит, 284 с.

  14. Vitkin E.I., Karelin V.G., Kirillov A.A., Suprun A.S., Khadyka J.V. A physico-mathematical model of rocket exhaust plumes // International journal of heat and mass transfer. 1997. Vol. 40. No. 5. P. 1227–1241. URL: https://doi.org/10.1016/0017-9310(96)00140-8

  15. Maté B., Tejeda G., Montero S. Raman spectroscopy of supersonic jets of CO2: Density, condensation, and translational, rotational, and vibrational temperatures // The Journal of Chemical Physics. 1998. Vol. 108. No. 7. P. 2676–2685. URL: https://doi.org/10.1063/1.475660

  16. Maté B., Graur I. A., Elizarova T., Chirokov I., Tejeda G., Fernández J., Montero S. Experimental and numerical investigation of an axisymmetric super- sonic jet // Journal of Fluid Mechanics. 2001. Vol. 426. P. 177–197. URL: https://doi.org/10.1017/S0022112000002329

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024