Математическое моделирование процессов термогазодинамики и тепломассообмена с химически активном диссоциирующим градиентным потоком вязкого газа


Авторы

Тушавина О. В.

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

e-mail: tushavinaov@mai.ru

Аннотация

В работе исследуется тепломассоперенос при обтекании затупленных носовых частей скоростных летательных аппаратов высокотемпературным пограничным слоем на основе приближенно-аналитического решения системы полных уравнений пограничного слоя с сильным градиентом давления. Для определения тепловых потоков и температурных полей в газе и в затупленном теле физико-математическая модель учитывает динамический, диффузионный и тепловой пограничные слои, а также баланс конвективно-диффузионных, лучистых и кондуктивных тепловых потоков на границе «газ-твердое тело». На основе полученного приближенно-аналитического решения полных уравнений пограничного слоя получены распределения тепловых потоков и температур вдоль образующей затупленного конуса в широком диапазона чисел Маха набегающего потока, различных концентраций атомарной компоненты бинарного газа и широкого диапазоне скоростей каталитической рекомбинации, от которых существенно зависит уровень диффузионных тепловых потоков в стенку.

Ключевые слова:

пограничный слой, тепломассоперенос, тепловые потоки, температура поверхности, диссоциация, двухкомпонентный газ, атомарная компонента, скорость каталитической рекомбинации, лучистый тепловой поток, числа Прандтля, Рейнольдса, Шмидта.

Список источников

  1. Тушавина О.В., Пронина П.Ф., Егорова М.С. Определе-ние тепловых потоков и температур поверхности элементов конструкций высокоскоростных летатель-ных аппаратов при обтекании диссоциирующим пото-ком газа. СТИН. 2023. № 12. С. 37–40.
  2. Тушавина О.В., Егорова М.С. Задачи тепломассопере-носа в химически реагирующих пограничных слоях на затупленных телах. Ученые записки Казанского уни-верситета. Серия: Физико-математические науки. 2023. Т. 166. № 3. С. 294–306.
  3. Тушавина О.В., Пронина П.Ф. Теплоперенос в средах с конечной скоростью распространения тепловых воз-мущений. СТИН. 2024. № 12. С. 44–47.
  4. Tushavina O.V., Egoroba М.S., Pronina P.F. Modeling of heat transfer in a plate made of composite material in the presence of a thermal energy sink. Lobachevski Jornal of Mathematics. 2024. № 5. С. 2003–2009.
  5. Дорренс У.Х. Гиперзвуковые течения вязкого газа. Изд-во Мир, 1966. 440 с.
  6. Никитин П.В., Сотник Е.В. Катализ и излучение в систе-мах тепловой защиты. М.: Янус-К, 2013, 336 с.
  7. Авдуевский В.С., Галицейский Б.М., Глебов Д.А. и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-кос-мической технике. М.: Машиностроение, 1992. 624 с.
  8. Формалев В.Ф., Колесник С.А. Математическое моде-лирование сопряженного теплопереноса между вяз-кими газодинамическими течениями и анизотропны-ми телами. Изд-во 2-е испр. и сущ. Дораб. М.:ЛЕНАНД, 2022, 348 с.
  9. Суржиков С.Т. Расчетное исследование аэротермо-динамики обтекания затупленных тел на примере анализа экспериментальных данных. М.: ИПМехРАН. 2011. 192 с.
  10. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. М.: Энергия, 1976, 392 с.
  11. Formalev V.F., Garibyan B.A., Kolesnik S.A. Математиче-ское моделирование теплопереноса в пластине при плазменном напылении на нее тепловой защиты. Lo-bachevskii Jornal of Mathematics, 2023. Vol. 44, № 6, pp. 2292–2298.
  12. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Кузнецова Е.Л. Влияние компонентов тензора теплопроводности тепло-защитного материала на величину тепловых потоков от газодинамического пограничного слоя // Теплофи-зика высоких температур. 2019. Т. 57. № 1. С. 66–71.
  13. Формалев В.Ф., Колесник С.А., Кузнецова Е.Л. Тепло-массоперенос на боковых поверхностях затупленных носовых частей гиперзвуковых летательных аппара-тов // Теплофизика высоких температур. 2021. Т. 59. № 5. С. 797–800.
  14. Лунев В.В. Гиперзвуковая аэродинамика. М.: Машино-строение, 1975.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2026