Автореферат (Моделирование гидродинамики и теплообмена при турбулентных течениях газа в каналах с переменным расходом), страница 4

9 и Рис. 10. Как видно из приведенных рисунков, полученная модель хорошо согласуется с экспериментальными данными. Основные выводы 1. Существующие высокорейнольдсовские модели турбулентности в принципе не способны учесть эффект нестационарности. Из рассмотренных в работе моделей турбулентности близкие с экспериментальными данными результаты дает только модель Ментера ЯБТ, являющаяся низкорейнольдсовской. Однако она хоть и дает результаты, сходные с экспериментальными данными, на некоторых режимах существенно завышает нестационарный эффект. 2. В ходе работы впервые получены универсальные аналитические выражения для коэффициента трения и его производной по параметру для течения в каналах для гладких и шероховатых труб.

3. В работе были предложены обобщающие зависимости для инженерных расчетов нестационарных коэффициентов трения и тепло отдачи при ускорении и замедлении газового потока в трубе. Особенностью зависимостей является возможность их применения для любой монотонной кривой изменения расхода и хорошая сходимость с данными экспериментов по гидродинамически нестационарному течению газов в каналах.

4. На основании анализа экспериментальных данных была составлена эмпирическая модель вихревой вязкости в канале. По физической природе полученная зависимость для вихревой вязкости аналогична бегущей волне, возникающей на стенке и направляющейся к ядру потока. В работе показано, что с увеличением числа Рейнольдса амплитуда пика данной волны убывает, а его ширина и сдвиг относительно стенки канала— увеличиваются как для ускорения, так и для замедления потока. Полученная модель применима для диапазона чисел Рейнольдса от 3000 до 30000 и абсолютных значений критерия нестационарности Кц* от 0 до 0.111 5.

Анализ модели вихревой вязкости в канале выявил влияние второй производной по времени от расхода на профиль турбулентной вязкости при гидродинамически нестационарном течении газа в канале. 6. Установлено влияние гидродинамической нестационарности на турбулентное число Прандтля. В работе предложены формулы для расчета турбулентного числа Прандтля в зависимости от ускорения или замедления потока. -20- 7. Предложена и апробирована незатратная математическая модель турбулентности, позволяющая проводить расчеты гидродинамически нестационарных турбулентных течений газов в каналах при наличии и в отсутствии тепло обмена. Данная модель сопоставлена с экспериментальными данными для диапазона чисел Рейнольдса от 3000 до 30000 и абсолютных значений критерия нестационарности Кд* от 0 до 0.111 и показала достаточную степень сходимости расчетных данных и эксперимента.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Краев В.М., Мякочин А.С., Янышев Д.С. Эмпирическая модель расчета вихревой вязкости при течении газов в каналах в условиях монотонного изменения расхода // Тепловые процессы в технике. 2012. №2. С.50-55. 2. Краев В.М., Янышев Д. С. О расчете гидродинамики и теплообмена в случае нестационарного турбулентного течения в каналах ЭУ ЛА // Вестник МАИ, 2009 г., Т.16, № 5, С. 64-72 3. Краев В.М., Янышев Д.С. Проблемы расчета переходных процессов в при турбулентном течении в каналах энергетических установок ЛА // Труды МАИ, № 37 — 2010 г.

4. Янышев Д.С. Применение функции Ламберта в теории турбулентного трения // Труды МАИ, № 50 — 2012 г. 5. Краев В.М., Янышев Д.С. Обобщение экспериментальных данных о вихревой вязкости при течении газов в каналах в условиях монотонного изменения расхода // Сборник тезисов ХУ международной научной конференции «Решетневские чтения», Красноярск, 10-12 ноября 2011 года. Ч.1. С.182-183. 6. Янышев Д.С.

К анализу нестационарного турбулентного течения в каналах// Труды ХЧ11 Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева. Т.1. М: Издательский дом МЭИ, 2009. С.449-452. 7. Янышев Д.С. Моделирование структуры турбулентных течений, теплообмена и гидр одинамики в условиях гидродинамической нестационарн ости// Сборник трудов Всероссийской конференнции молодых ученых и специалистов "Будущее машиностроения России", 2008 г., М.: издательство МГТУ им.

Баумана., тезисы доклада. -21- 8. Янышев Д. С. К вопросу о расчете гидродинамически нестационарных течений и оптимизации процессов с ними связанных// Наука и образование, №10, октябрь 2009. 9. Янышев Д.С. К вопросу о расчете гидродинамически нестационарных течений и оптимизации процессов с ними связанных// Сборник трудов Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов "Будущее машиностроения России", 2009 г., М.: издательство МГТУ им. Баумана., тезисы доклада.

10. Янышев Д.С. Моделирование структуры турбулентных течений, тепло обмена и гидр одинамики в условиях гидродинамической не стационарн ости// Материалы Х11 международной конференции "Решетневские чтения", Красноярск, изд-во СибГАУ им. М.Ф. Решетнева, тезисы доклада. 11. Янышев Д.С. К вопросу о расчете турбулентных течений с переменным расходом в каналах энергетической установки летательного аппарата и оптимизация процессов, с ними связанных// Материалы Х111 международной конференции "Решетневские чтения", Красноярск, изд-во СибГАУ им. М.Ф. Решетнева.

12. Аникеев А.А., Молчанов А.М., Янышев Д.С. Основы вычислительного теплообмена и гидродинамики // Москва, Либроком, 2010. 152 стр. -22- Подписано в печать: 28.06.12 Объем: 1,5 уел.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 124 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г.Москва, ул.Бауманская, д.33 (495)979-96-99; -23— .