533.16 Методика численного моделирования обтекания осесимметричного затупленного тела в недорасширенной струе продуктов сгорания жидкостного ракетного двигателя

Горский В. В. (ВПК «НПО машиностроения»/МГТУ им.Н.Э.Баумана), Ковальский М. Г. (ВПК «НПО машиностроения»)

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ, УРАВНЕНИЯ ЭЙЛЕРА, УДАРНАЯ ВОЛНА, УРАВНЕНИЯ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ, СТРУЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ


doi: 10.18698/2309-3684-2017-2-6580


Испытание тепловой защиты в струях продуктов сгорания двигательных установок — один из приоритетных видов ее экспериментальной отработки. Информативность испытаний такого рода в значительной степени зависит от математического моделирования процессов, протекающих в рассматриваемых экспериментах.К последним относится обтекание модели, изготовленной из абляционной тепловой защиты, конвективный теплообмен и трение в ламинарно-турбулентном пограничном слое, образующемся на поверхности модели, абляция тепловой защиты и изменение формы модели. Данная статья посвящена математическому моделированию первого из перечисленных процессов, связанного с решением комплексной задачи о построении поля газодинамических функций в недорасширенной высоконапорной
струе продуктов сгорания жидкостного ракетного двигателя в затопленном пространстве и об обтекании этой расходящейся струей поверхности модели. Представлены результаты сопоставления результатов расчетов с экспериментальными данными.


[1] Vignoles G.L., Lachaud J., Aspa Y., Goyhénèche J.M. Ablation of carbon-based materials. Multiscale roughness modelling. Composites Science and Technology , 2009, vol. 69, iss. 9, pp. 1470–1477.
[2] Bin Q., Ning T., Yanghui Z., Lisong Z., Wenzhong L. The summary of the thermal protection test technology using high temperature and supersonic gas jet. International Symposium on Material, Energy and Environment Engineering , 2015, p. 245.
[3] Горский В.В., Носатенко П.Я. Математическое моделирование процессов тепло- и массообмена при аэротермохимическом разрушении композиционных теплозащитных материалов на кремнеземной основе . Москва, Научный мир, 2008, 256 с.
[4] Димитриенко Ю.И., Захаров А.А., Коряков М.Н., Сыздыков Е.К., Минин В.В. Численное решение сопряженной задачи гиперзвуковой аэродинамики и термомеханики термодеструктирующих конструкций. Инженерный журнал: наука и инновации , 2013, вып. 9. URL: http://engjournal.ru/catalog/mathmodel/technic/1116.html (дата обращения 06.10.2017).
[5] Горский В.В., Сысенко В.А. Моделирование расхода газа через ламинарный пограничный слой на поверхности полусферы в сверхзвуковом воздушном потоке. Математическое моделирование и численные методы , 2014, No 4 (4), c. 88–94.
[6] Димитриенко Ю.И., Коряков М.Н., Захаров А.А., Строганов А.С. Численное моделирование сопряженных аэрогазодинамических и термомеханических процессов в композитных конструкциях высокоскоростных летательных аппаратов. Математическое моделирование и численные методы , 2014, No 3, с. 3–24.
[7] Резник С.В. Актуальные проблемы проектирования, производства и испытания ракетно-космических композитных конструкций. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 3. URL: http://engjournal.ru/articles/638/638.pdf (дата обращения 06.10.2017).
[8] Горский В.В. Теоретические основы расчета абляционной тепловой защиты. Москва, Научный мир, 2015, 688 с.
[9] Gorskij V.V., Resh V.G. The study of carbon matherial’s aerothermochemical destruction in combustion products of liquid-propellant rocket engines. 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, Saint Petersburg, 2014, vol. 1–6, pp. 841–849.
[10] Сафронов А.В. Численный метод расчета струй продуктов сгорания при старте ракет. Космонавтика и ракетостроение, 2007, No 1 (46), с. 72–79.
[11] Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. Москва, Наука, 1974, 712 с.
[12] Землянский Б.А., Лунев В.В., Власов В.И., Горшков А.Б., Залогин Г.Н. Конвективный теплообмен летательных аппаратов. Москва, Физматлит, 2014, 380 с.
[13] Maccormack R.W. The effect of viscosity in hypervelocity impact cratering. AIAA Paper, 1969, vol. 69, no. 354, pp. 1–6.
[14] Липницкий Ю.М., Еремин В.В., Михалин А.В. и др. Определение нестационарных аэродинамических характеристик цилиндроконических тел, совершающих колебательные движения, путем прямого численного моделирования. Свид-во гос. регистр. прогр. для ПЭВМ No 12612193 от 28.02.2012.
[15] Годунов С.К., Забродин А.В., Прокопов Г.П. Разностная схема для двумерных нестационарных задач газовой динамики и расчет обтекания с отошедшей ударной волной. Журнал вычислительной математики и математической физики Академии наук СССР, 1961, т. 1, No 6, с. 1020–1050.
[16] Горский В.В., Ковальский М.Г., Михалин В.А., Сапронов А.В. Сопоставление расчетно-теоретических и экспериментальных данных по обтеканию осесимметричного затупленного тела расходящейся струей продуктов жидкостного ракетного двигателя. Материалы XXXV Всероссийской конференции по проблемам науки и технологий, посвященной 70-летию Побе-
ды. Т. 2. Москва, РАН, 2015, с. 3–11.


Горский В.В., Ковальский М.Г. Методика численного моделирования обтека- ния осесимметричного затупленного тела в недорасширенной струе продуктов сго- рания жидкостного ракетного двигателя. Математическое моделирование и чис- ленные методы, 2017, No 2, с. 65–80.



Скачать статью

Колличество скачиваний: 174