Автореферат (Математическое моделирование процессов сложного теплообмена в экспериментальных энергетических установках), страница 4

В отличие отпредыдущего режима здесь максимум давления находится на периферии, приэтом зона максимального давления разделяет газ на две области: во внешней газ радиально растекается, а во внутренней - течение направлено к центру, Рис.6.Рис. 5. Распределение давления поРис. 6. Распределение давления попреграде и векторы скорости, H=590 преграде и векторы скорости, H=308мммм14В случае многоблочного истечения взаимодействующие сверхзвуковыеструи по сравнению с одиночной струей имеют более сложную структурутечения, Рис.7. В отличие от одиночного течения, течение в области преградыносит сильно нестационарный и вихревой характер течения. Кроме этого,существует обратное течение газа от преграды.Рис.7. Градиент плотности, расстояние до преграды H=308 мм. Слева –трехблочная струя, справа – одноблочная струяПолученное распределение давления и характер течения по преградепоказало, что свободно растекающиеся потоки сталкиваются в межструйномпространстве на преграде (тем самым повышается давление) и, разгоняясь, газпродолжает движение в направлении, перпендикулярном линии, проходящейчерез центры блоков.

Области повышенного давления по сравнению содиночным натеканием, становятся более вытянутыми и принимают формуэллипсов.Сравнение распределений давления в сечении, проходящем через центрыблоков, показаны на Рис.8.Рис. 8. Распределения давления, полученные численно (сплошная кривая) иэкспериментально (точки). Слева - одноблочная струя, H=590 мм; по центру –одноблочная струя, неустойчивый режим H=308 мм, справа – трехблочная струя,расстояние до преграды H=576 мм15В целом, экспериментальные и численные распределения хорошосогласуются между собой в пределах погрешности расчета и эксперимента.

Длятрехблочной конфигурации в области межструйного взаимодействия в зонахстолкновения растекающихся от соседних струй потоков, применяемыепотенциометрические датчики сглаживают особенность ввиду использования ихна высоких уровнях давления (40 атм), и как следствие, слабойчувствительности к пульсациям давления на нижних уровнях.Основные результаты работы1. Разработана методика численного моделирования процессов теплообменав силовых трансформаторах большой мощности.

Проведен анализпроцессов теплообмена в трансформаторах IV и VII габаритов, проведеносопоставление с экспериментальными данными, показано согласование посредней температуре масла в баке, подтверждающее адекватностьразработанной методики.2. Получены результаты численного исследования процессов конвективногои кондуктивного теплообмена в трансформаторах с установленнойстатической защитой.

Показано, что введение статической защитыпрактически не влияет на теплообмен, но повышает взрывобезопасностьтрансформатора.3. Разработанаметодикарасчетамногоблочныхтурбулентныхсверхзвуковых струй. Получены результаты численных исследованиймногоблочных струй двигательных установок, рассчитаны различныеварианты истечения многоблочных струй с варьированием степенинерасчетности.

Показано влияние степени нерасчетности истекающихмногоблочных турбулентных сверхзвуковых струй на структуру течения.4. Разработана методика расчета воздействия многоблочных турбулентныхсверхзвуковых струй на элементы стартового сооружения. Полученырезультаты численных расчетов силовых воздействий на преграду.Путемсопоставления результатов расчета взаимодействия струйных течений спреградой с авторскими экспериментальными данными показанаспособность методики получать с достаточной точностью основныехарактеристики силового воздействия на элементы стартового сооруженияпри старте ракет-носителей. Это дает возможность снизить объемэкспериментальной отработки по проектированию и оптимизацииконструктивных элементов в целях обеспечения безаварийности пусковракет-носителей.5.

Разработана методика экспериментального исследования силовоговоздействия многоблочных турбулентных сверхзвуковых струй наэлементы стартового сооружения. Получены экспериментальные данныесилового воздействия трехблочных и одноблочных турбулентныхсверхзвуковых струй на преграду.16Список публикаций соискателя по теме диссертацииI.Научные труды, опубликованные в ведущих рецензируемых научныхизданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:1.Кислых В.В., Кудимов Н.Ф, Панасенко А.В., Третьякова О.Н.

О проблемахмоделирования газодинамических течений в поршневой газодинамическойустановке для отработки изделий ракетно-космической техники. // Труды МАИ.Электронный журнал, ISSN: 1727-6924. 2011, № 47.2.Аксѐнов А.А., Жлуктов С.В., Кудимов Н.Ф., Сон Э.Е., Таран М.Д.,Третьякова О.Н., Шишаева А.С. О моделировании сложного теплообмена всиловых трансформаторах большой мощности.// Журнал «Известия РАН.Энергетика», 2013, № 2. С.131-140.3.Кудимов Н.Ф., Панасенко А.В., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. Расчетсверхзвуковых турбулентных струй на режимах, характерных для старта ракетносителей. // Журнал Вестник Московского авиационного института , 2013, т.20,№ 1.С. 88-94.4.Кудимов Н.Ф., Панасенко А.В., Сафронов А.В., Третьякова О.Н.Исследование многосопловых турбулентных сверхзвуковых недорасширенныхструйных течений.

// Журнал Вестник Московского авиационного института,2013, т.20, № 4. С.75-84.5.Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. Результатыэкспериментальныхисследованийвзаимодействиямногоблочныхсверхзвуковых турбулентных струй с преградой. // Труды МАИ. Электронныйжурнал, ISSN: 1727-6924.

2013, № 69.6.Кудимов Н.Ф.Сафронов А.В., Третьякова О.Н.Численноемоделирование взаимодействия многоблочных сверхзвуковых турбулентныхструй с преградой. // Труды МАИ. Электронный журнал, ISSN: 1727-6924.2013, № 70.7.Аксѐнов А.А., Жлуктов С.В., Кудимов Н.Ф., Сон Э.Е., Савицкий Д. В.,Третьякова О.Н., Шишаева А.С. Исследование теплообмена в силовыхтрансформаторах большой мощности с учетом конструктивных особенностей,обеспечивающихвзрывобезопасность.//ЖурналИзвестияРАН.Энергетика.2013,(в печати).II.Другие научные труды, опубликованные по теме диссертации:8. Кудимов Н.Ф., Третьякова О.Н. Исследование теплообмена в солнечныхбатареях в условиях конвективного теплопереноса на поверхности.

// В сб.:Материалы XVII Международной конференции по Вычислительной механике исовременным прикладным программным системам (ВМСППС'2011) 25-31 мая2011 г. Алушта. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2011.С.754-756.9. Кудимов Н.Ф., Панасенко А.В. Расчет формирования течения газа впоршневой газодинамической установке. // В сб.: Материалы XVIIМеждународной конференции по Вычислительной механике и современным17прикладным программным системам (ВМСППС'2011) 25-31 мая 2011 г. Алушта.М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2011.С.752-753.10. Кудимов Н.Ф., Третьякова О.Н.. Исследование моделей турбулентности дляанализа термогазодинамических процессов в элементах солнечных батарей. Всб.: 10-я Международная конференция "Авиация и космонавтика-2011".

Москва,8-10 ноября 2011 г. Москва. Тезисы докладов.- СПб.: Мастерская печати, 2011,с.279.11. Kudimov N.F., Tretiyakova O.N. Turbulence Models study for analysis ofthermodynamic and gas-dynamic processes insolar-battery cells // Actual problems ofaviation and aerospace systems, International Russian-American Scientific Journal,Kazan-Daytona Beach, № 1(34), v.17, 2012, p .168-169.12. Аксѐнов А.А., Жлуктов С.В., Крапивин К.Ю., Кудимов Н.Ф., Сон Э.Е., ТаранМ.Д., Третьякова О.Н., Шишаева А.С.

Численное исследование теплообмена вмаслонаполненных силовых трансформаторах. Инженерные системы.Программа и тезисы докладов Международного форума. Москва 10-11 апреля2012 г. С.14-15.13. Аксенов А.А., Кудимов Н.Ф., Третьякова О.Н.. Оптимизация конструкциисиловогоавтотрансформаторадляинтенсификациитеплообменасиспользованием FlowVision. В сб.: 11-я Международная конференция "Авиацияи космонавтика-2012". Москва, 13-15 ноября 2012 г. Москва.

Тезисы докладов.СПб.: Мастерская печати, 2012.14. Карцева Е.Ю., Кислых В.В., Кудимов Н.Ф., Панасенко А.В., Чернов В.В.Расчет течения газа в канале поршневой газодинамической установки.// В.сб.:Материалы IX Международная конференция по Неравновесным процессам всоплах и струях (NPNJ'2012) 25-31 мая 2012 г. – М.: МАИ ПРИНТ,2012 ,С.47-48.15. Кудимов Н.Ф.Расчет старта ракеты-носителя с многосопловойконфигурацией.Международнаямолодежнаяконференция«XXXIXГагаринские чтения», Москва 9-13 апреля 2013 г.

С.72.16. Кудимов Н.Ф., Панасенко А.В., Сафронов А.В.К исследованиюмногосопловых турбулентных сверхзвуковых струйных течений // В сб.:Материалы XVIII Международная конференция по Вычислительной механике исовременным прикладным программным системам (ВМСППС'2013) С. 601-602.17. Аксенов А.А., Костин И.А., Кудимов Н.Ф., Третьякова О.Н. Исследованиетеплообмена в слое масла с переменной вязкостью.//В сб.: Материалы XVIIIМеждународная конференция по Вычислительной механике и современнымприкладным программным системам (ВМСППС'2013) 22-31 мая 2013 г .Алушта.– М.: Изд-во МАИ, 2013. С.32-33.18. Кудимов Н.Ф., Третьякова О.Н.

О моделях сложного теплообмена вэлементах солнечных батарей. // В сб. НИРС МАИ 2013. (в печати).18.