Учёные записки ЦАГИ, ВЫПУСК №1, 2014г.
Определение каталитической активности материалов при высоких температурах в гиперзвуковой трубе ВАТ-104
И. В. Егоров, Б. Е. ЖЕстков, В. В. Шведченко
На основе численного решения нестационарных двумерных уравнений Навье — Стокса смоделировано течение азота и воздуха в тракте высокотемпературной аэродинамической трубы ВАТ-104 ЦАГИ в широком диапазоне значений полного давления
Ключевые слова: гиперзвуковая аэродинамическая труба, теплообмен, каталитическая активность, теплозащитный материал.
ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИческой СТАБИЛИЗАЦИи ПРОДОЛЬНОГО РАЗРЯДА В ПЛОСКИХ КАНАЛАХ
А. В. ЗУБЦОВ, В. В. ИВАНОВ, В. В. СКВОРЦОВ, М. А. СТАРОДУБЦЕВ, А. А. УСПЕНСКИЙ, А. Ю. УРУСОВ
Представлены результаты исследований поджига и горения углеводородного топлива в сверхзвуковом потоке газа, осуществляемого с помощью модуля для генерации неравновесного электрического разряда. Зона горения топливовоздушной смеси не привязана к стенкам плоского канала аэрофизической установки (АФУ), а замкнута на модуль (анод — катод), обладающий малым аэродинамическим сопротивлением. Приводятся результаты численного расчета пространственной структуры обтекания модуля, установленного в плоском канале. Показана возможность газодинамической стабилизации продольного разряда вблизи оси плоского канала с близко расположенными металлическими стенками.
Ключевые слова: горение, электрический разряд, сверхзвуковой поток.
О различных способах определения теплового эффекта и полноты сгорания в потоке реагирующего газа
В. В. Власенко
Предложено несколько способов оценки тепловыделения за счет химических реакций и полноты сгорания топлива на основе детальной картины течения с горением, полученной в численном расчете на базе уравнений Эйлера или Рейнольдса. Точность определения полноты сгорания на основе предложенных способов оценки тепловыделения сопоставляется с точностью существующих приближенных методов на примере задачи о наклонной детонационной волне на клине и задачи о горении в плоском канале со сверхзвуковым течением на входе. Приведены примеры использования данных о тепловыделении при анализе физики течения.
Ключевые слова: горение, тепловой эффект, полнота сгорания, уравнения Эйлера, уравнения Рейнольдса, неравновесные реакции, молекулярная и турбулентная диффузия, численное моделирование.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАГРАДИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОСТРОГО КОНУСА ПРИ БОЛЬШИХ СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ
П. В. Чувахов
Приводятся результаты расчетного исследования возможности управления теплообменом на поверхности острого конуса, обтекаемого под нулевым углом атаки, посредством вдува охлаждающего газа (воздуха) с конической поверхности (система заградительного охлаждения). Рассматриваются три подхода: вдув газа в направлении основного потока, против основного потока и нормально к поверхности через пористый участок. Анализируется структура течения в окрестности зоны вдува. Отмечается локальный эффект интенсивного охлаждения обтекаемой поверхности, который возрастает с увеличением расхода хладагента. Обосновывается необходимость отыскания оптимума между эффективностью охлаждения и потерями полной механической энергии, обусловленными взаимодействием охладителя с внешним потоком.
Ключевые слова: теплообмен, пленочное охлаждение, заградительное охлаждение, течение около конуса, численное моделирование, сверхзвуковое течение, отрыв пограничного слоя, турбулентность, уравнения Рейнольдса.
численное моделирование акустического излучения двумерной каверны в дозвуковом потоке
А. Д. савельев
Проведено численное моделирование обтекания двумерных плоских каверн турбулентным потоком вязкого газа в диапазоне изменения числа Маха от 0.1 до 0.6 и при отношении их протяженности к глубине от 1 до 4. Рассмотрена общая газодинамическая картина возникающего пульсационного течения и получены характеристики акустического излучения.
Ключевые слова: численное моделирование, компактные разностные схемы, дозвуковое обтекание каверн, вихреобразование, акустическое излучение.
вход в воду параболического профиля при наличии горизонтальной составляющей скорости погружения
А. и. аржанов
На основании вагнеровской модели погружения решается плоская задача о начальной стадии погружения параболического тела в идеальную несжимаемую жидкость при наличии горизонтальной составляющей скорости погружения.
Ключевые слова: идеальная жидкость, свободная поверхность, погружение, параболический профиль.
пристенные пульсации давления градиентного турбулентного пограничного слоя
а. ю. голубев, б. м. ефимцов
Проведены экспериментальные исследования поля пристенных пульсаций давления турбулентного пограничного слоя в широком диапазоне изменения безразмерного градиента среднего давления (-70<dp/dx<50), который охватывает этот диапазон на поверхности фюзеляжа в зоне пассажирского салона и кабины экипажа. Показано, что при определении характеристик поля пристеночных пульсаций давления градиентного турбулентного пограничного слоя необходимо использовать его локальные аэродинамические параметры в области градиентного течения. В этом случае можно пренебречь эффектами градиента среднего давления в диапазоне изменения его безразмерной величины (-70<dp/dx<10). Предложена расчетная модель для оценки характеристик поля пристенных турбулентных пульсаций давления, в диапазоне градиентов среднего давления (10<dp/dx<50), где эффектами от градиента давления нельзя пренебречь.
Ключевые слова: пульсации давления, градиент среднего давления, турбулентный пограничный слой, спектр пространственных корреляций.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА НА ЭТАПЕ РАЗБЕГА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ БОРТОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ
А. В. БОБЫЛЕВ, В. Ф. БРАГАЗИН, В. А. ЯРОШЕВСКИЙ
Рассматривается возможность определения центровки и других параметров движения самолета на основе дискретного алгоритма, полученного из условия минимальной среднеквадратической ошибки. Задача решается в упрощенной постановке без учета бокового движения, для определения нагрузок на переднюю и задние стойки шасси используется квазистатическая модель. Измеряемыми параметрами являются скоростной напор, продольная перегрузка, угол тангажа и показания радиовысотомера.
Ключевые слова: квазистатическая модель работы шасси, сжатие амортизации, гидравлическое сопротивление, диаграмма обжатия, определение неизвестных параметров движения, нештатная ситуация, дискретный алгоритм, минимум среднеквадратической ошибки, вектор состояния, корреляционная матрица, статистическое моделирование, оценка точности вычисления параметров.
чАСТОТНЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ФЛАТТЕРА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПРИ РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
С. В. МОРГУНОВ
Показано, что задача анализа классического флаттера аналогична задаче анализа устойчивости замкнутой системы регулирования со многими входами и выходами при наличии между ними перекрестных связей. Показано также, что многосвязную разомкнутую систему, соответствующую ей, можно свести к совокупности односвязных контуров, роль передаточных функций которых играют собственные числа передаточной матрицы системы. Это позволяет использовать для анализа устойчивости каждого из контуров классические частотные методы. Приведен вычислительный пример, иллюстрирующий эквивалентность традиционного и рассмотренного в работе подходов. Показано, что из разработанных положений вытекает метод расчетно-экспериментального исследования флаттера, опирающийся непосредственно на экспериментальные частотные характеристики конструкции и не требующий предварительного определения частот и форм собственных колебаний. Метод может стать существенным дополнением к традиционным методам расчетно-экспериментальных исследований флаттера и аэроупругой устойчивости.
Ключевые слова: флаттер, передаточная функция, передаточная матрица, частотная характеристика, частотные испытания, обобщенные координаты, собственные числа и собственные векторы матрицы.
Вернуться к списку