Numerical simulation of combustion of a hydrogen in a channel of model scramjet
This work is devoted to a consideration of flow and combustion of a hydrogen-air mixture in a channel modeling a section of a supersonic combustion scramjet. In this paper we present results of solving 2-D Navier - Stokes equa-tions on structured grid. Fields of concentrations, pressure, and temperature are obtained. The parameters of the cal-culation described in this article correspond to the real parameters of the model of a hypersonic aircraft. Model of chemical kinetics suggested by Frenklach is used.
scramjet channel model, numerical simulation, combustion of hydrogen
Рассматривается течение, обусловленное горением водорода в воздухе, в канале модельного ГПВРД. Представлены результаты численного моделирования на основе двумерных уравнений Навье - Стокса на структурированной разностной сетке. Получены распределения концентраций компонентов газовой смеси, давления и температуры. Параметры модельного канала соответствуют параметрам реального эксперимента. Используется модель химической кинетики, предложенная в [3].
канал модельного ГПВРД, численное моделирование, горение водорода
1. ЦИАМ 2001-2005. Основные результаты научно-техни- ческой деятельности. Том I/Колл. авторов/Под общей на- учной редакцией В.А. Скибина, В.И. Cолонина, М.Я. Ива- нова. – М.: ЦИАМ, 2005. – 472 с. ISBN 5-94049-016-6. 2. Суржиков С.Т. Актуальные проблемы механики. Физико- химическая механика жидкостей и газов. М.: Наука. 2010. 350 с. 3. Michael Frenklach, Hai Wang, Martin J. Rabinowitz. Optimization and analysis of large chemical kinetic mechanisms using the solution mapping method—combustion of methane // Progress in Energy and Combustion Science. 1992. V. 18. № 1. Pp. 47–73. 4. A.D. Cutler, P.M. Danehy, R.R. Springer, S.O', Byrne, D.P. Capriotti, and R. Deloach. Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopic Thermometry in a Supersonic Combustor // AIAA Journal. 2003. V. 41. № 12, Pp. 24512459. 5. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Расчет дозвукового обтекания локальной области тепловыделения // Физико- химическая кинетика в газовой динамике”, 2008. Т.7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-034.pdf 6. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное моделиро- вание гиперзвукового обтекания цилиндра. // Физико- химическая кинетика в газовой динамике”, 2008. Т.7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-035.pdf 7. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Поле течения около космического аппарата Fire II под углом атаки. // Физико- химическая кинетика в газовой динамике, 2010. Т.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-020.pdf 8. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное моделиро- вание гиперзвукового обтекания модели летательного ап- парата X-43. // Физико-химическая кинетика в газовой ди- намике, 2011. Т.11. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011- 02-01-030.pdf 9. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Построение двумерных неструктурированных сеток методом молекулярной дина- мики. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2011. Т.11. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-02-01- 031.pdf 10. Железнякова А.Л. Метод расщепления по физическим процессам для решения задач гиперзвуковой аэродинами- ки на неструктурированных сетках // Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2013. Т.15. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2013-04-29-10.pdf 11. Иванов И.Э., Крюков И.А., Тимохин М.Ю. Численное моделирование ударно-волновых течений с помощью мо- ментных уравнений // Физико-химическая кинетика в га- зовой динамике, 2011, T.11. http://www.chemphys.edu.ru/ pdf/2011-02-01-010.pdf 12. Глушко Г.С., Иванов И.Э., Крюков И.А. Моделирование турбулентности в сверхзвуковых струйных течениях // Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2010, T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-023.pdf 13. Глушко Г.С., Иванов И.Э., Крюков И.А. Численное мо- делирование отрывных течений в соплах // Физико-хими- ческая кинетика в газовой динамике, 2010, T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/010-01-12-024.pdf 14. Ермаков М.К. Исследование возможностей матричных методов для решения уравнений НавьеСтокса // Физико- химическая кинетика в газовой динамике. 2010. T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-031.pdf 15. Котов М.А., Кузенов В.В. Создание сложных поверхно- стей гиперзвуковых летательных аппаратов системами САПР // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-039.pdf 16. Суржиков С.Т. Перспективы многоуровневого подхода к задачам компьютерной аэрофизики // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. T. 7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-002.pdf 17. Суржиков С.Т. Методы Монте-Карло в задачах расчета направленной излучательной способности струи продук- тов сгорания // Физико-химическая кинетика в газовой ди- намике. 2008. T 7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09- 01-008.pdf 18. Дикалюк А.С., Суржиков С.Т. Применение прогонки четвертого порядка точности для решения двумерного уравнения Пуассона // Физико-химическая кинетика в га-зовой динамике. 2008. T.7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-036.pdf 19. Суржиков С.Т. Расчет обтекания модели космического аппарата MSRO с использованием кодов NERAT-2D и NERAT-3D // Физико-химическая кинетика в газовой ди-намике. 2010. T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-003.pdf 20. Дикалюк А.С., Суржиков С.Т. Сравнение прогонки чет-вертого и второго порядков точности на примере задачи, имеющей аналитическое решение // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. T.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-037.pdf 21. Французов М.С., Кузенов В.В. Модификация метода коррекции потоков для задач газовой динамики Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. T 7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-041.pdf 22. Моисеев К.В., Кузенов В.В. Численный анализ одномер-ной задачи Стефана при лазерном воздействии на метал-лические преграды // Физико-химическая кинетика в газо-вой динамике. 2008. T 7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-042.pdf 23. Кузенов В.В., Филипский М.В. Численное моделирова-ние отдельных теплофизических параметров лазерной плазмы // Физико-химическая кинетика в газовой динами-ке. 2010. T. 9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-021.pdf 24. Кузенов В.В. Использование регулярных адаптивных сеток для анализа импульсных сверхзвуковых струй плаз-мы // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. T 7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09-01-016.pdf
