Численное исследование высокоскоростного течения вязкого газа в воздухозаборниках


Просмотр статьи
PDF, 1,1 МБ

Numerical simulation of high-speed viscous intake flow

The supersonic and hypersonic intake flows have been conducted. The three-parameter relaxation turbulence models have been used during the simulation. In the supersonic flow case shock-wave pattern and the wall static pressure along the intake channel are in good agreement with experimental results. In the hypersonic flow case non-stationary flow pattern have been obtained at the air intake entrance.

Supersonic flow, hypersonic flow, intake

Игорь Эдуардович Иванов, Игорь Анатольевич Крюков, Елена Владимировна Ларина

Том 15, выпуск 4, 2014 год



Рассмотрена задача моделирования сверхзвукового или гиперзвукового течения в воздухозаборнике с использованием трехпараметрических релаксационных моделей турбулентности. В случае сверхзвукового течения получено приемлемое соответствие ударно-волновой картины и статического давления между экспериментальными и расчетными значениями. В гиперзвуковом случае получена нестационарная картина течения на входе в воздухозаборник.

Сверхзвуковое течение, гиперзвуковое течение, воздухозаборник

Игорь Эдуардович Иванов, Игорь Анатольевич Крюков, Елена Владимировна Ларина

Том 15, выпуск 4, 2014 год



1. Боголепов В.В. Расчет взаимодействия сверхзвукового пограничного слоя с тонким препятствием. // Уч. зап. ЦАГИ, 1974, т.5, 6,С.30-38.
2. Боголепов В.В., Нейланд В.Я. Исследование локальных возмущений вязких сверхзвуковых течений. Сб. Аэромеханика, М.:Наука, 1976,С.104-118.
3. Борисов А.В., Желтоводов А.А., Максимов А.И., Федорова Н.Н., Шпак С.И. Экспериментальное и численное исследование сверхзвуковых турбулентных отрывных течений в окрестности двумерных препятствий // Механика Жидкости и Газа, 1999, N 2, С. 26-37.
4. Желтоводов А. А. Закономерности развития и возможности численного моделирования сверхзвуковых турбулентных отрывных течений // Авиационно-космическая техника и технология . - 2012. - № 5. - С. 95–107.
5. И.Э. Иванов, И.А. Крюков, Ларина Е.В. Моделирование турбулентности при взаимодействии ударных волн с пограничными слоями в гиперзвуковых течениях: IX Международный Симпозиум по радиационной плазмодинамике: Сборник научных трудов, М.:НИЦ ”Инженер”, 2012, с. 56-61, ISBN 978-5-7013-0144-1.
6. Иванов И.Э., Крюков И.А., Ларина Е.В. Численное моделирование отрывных сверхзвуковых и гиперзвуковых течений вблизи сжимающего угла: Материалы XVIII международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2013). Алушта, 2013 г., с. 598-600.
7. Иванов И.Э., Крюков И.А., Ларина Е.В. Исследование моделей турбулентности для численного моделирования сверхзвукового и гиперзвукового отрывного обтекания сжимающего угла: Материалы XIII школы-семинара "Модели и методы аэродинамики» (ММА'2013). Евпатория, 2013 г., С. 123-125.
8. Иванов И.Э., Крюков И.А., Ларина Е.В. Влияние времени релаксации турбулентной вязкости на моделирование течений в соплах и струях // Изв. РАН. МЖГ. 2014. № 5. С. 149-159.
9. Липатов И.И. Пространственное обтекание малой неровности в режиме слабого гиперзвукового взаимодействия // Учен. записки ЦАГИ. 1980. Т. 11, № 2.
10. Липатов И.И., Нейланд В.Я. К теории нестационарного отрыва и взаимодействия ламинарного пограничного слоя // Учен. записки ЦАГИ. 1987. Т. 18, № 1. С. 36–49.
11. Липатов И. И. Процессы торможения сверхзвуковых течений в каналах. // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика, 8:3 (2008),С. 49–56.
12. Нейланд В.Я. Асимптотические задачи вязких сверхзвуковых течений. // Тр. ЦАГИ, 1974, вып.1529.
13. Нейланд В.Я. Асимптотическая теория отрыва и взаимодействия пограничного слоя со сверхзвуковым потоком газа. // Усп. Мех., 1981, т.4, вып.2, С.3-62.
14. Нейланд В.Я. Асимптотическая теория взаимодействия и отрыва пограничного слоя в сверхзвуковом потоке газа. // Механика и научно-технический прогресс, т.2, М.: Наука, 1987, С.128-145.
15. Нейланд В.Я., Соколов Л.А., Шведченко В.В. Влияние температурного фактора на структуру отрывного течения в сверхзвуковом потоке газа // Изв. РАН. МЖГ. 2008, № 5, с.39-51.
16. Нейланд В.Я., Соколов Л.А., Шведченко В.В. Структура отрывного течения при обтекании угла сжатия сверхзвуковым потоком и различных значениях температурного фактора. // Успехи механики сплошных сред : к 70-летию академика В.А.Левина: сб.научн.тр. Владивосток. 2009, С.540-562.
17. Черный Г.Г. Течение газа с большой сверхзвуковой скоростью. М.: Физматгиз. 1959.
18. Babinsky H., Harvey J.K., Shock wave-boundary-layer interactions. Cambridge Aerospace Series, 2011. [ISBN 980-0-521-84852-7]
19. Herrmann C.D., Koschel W.W. Experimental investigation of the internal compression of a hypersonic intake. // 38th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. 7-10 July 2002, Indianapolis, Indiana. AIAA-2002-4130.
20. Larina E.V., Kryukov I.A., Ivanov I.E. Numerical simulation of high-speed separation flow in the aerospace propulsion systems.ICAS 2014 Proceedings (29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ), 2014г, ISBN: 3-932182-80-4.
21. Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Computer Meth. Appl. Mech. Engn., 1974, 3, Pp. 269-289.
22. M. Loginov, N. Adams, and A. Zheltovodov. Large-eddy simulation of shockwave/turbulent-boundary-layer interaction. // J. Flui. Mech, 565 (2006),Pp 135–69.
23. Mahapatra D., Jagadeesh G. Studies on unsteady shock interactions near a generic scramjet inlet. // AIAA J., Vol. 47, No. 9, September 2009, DOI: 10.2514/1.41954.
24. M.E. Olsen, T. J. Coakley. The Lag Model, a Turbulence Model for Non Equilibrium Flows // AIAA Pap., 2001-2664, 2001, 11p.
25. Zheltovodov A. A. Some advances in research of shock wave turbulent boundary layer interactions // AIAA Paper 2006–0496 (2006).
26. Zheltovodov A.A., Maksimov A.I., Schülein E., Knight D.D., Thivet F., Gaitonde D.V., Schmisseur J.D. Experimental and computational studies of crossing-shock-wave / turbulent-boundary-layer interactions. Proceedings of International Conference RDAMM–2001, 2001, Vol. 6, Pt. 2, Pp. 153-162.