Отзывы научных руководителей (Тепло-массообмен на поверхности элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере)

отзыв научного руководителя д.т.н., профессора Никитина П.В. на диссертационную работу Пашкова О. А. «Тепло-массообмен на поверхности элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 «Теплофизика и теоретическая теплотехника» Квалификационная работа Пашкова О.А.

посвящена решению одной из проблемных научно-технических задач - разработке полной математической модели неизотермических процессов термо-газодинамики и тепломассообмена, реализуемых на поверхности гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) при полете на высотах„где атмосфера удовлетворяет гипотезе сплошности. В процессе выполнения работы автором решены ряд задач, которые подтвердили надежность предложенной математической модели, достоверность данных, полученных с ее использованием, а также высокую оперативность расчетных процедур, выполняемых на стандартной компьютерной технике. В результате решения задач: — выявлены особенности полета ГЛА самолетных схем в плотных слоях атмосферы Земли с глубоким анализом аэродинамических и физико- химических процессов„протекающих на поверхности аппарата в сжатом и пограничном слоях; проанализированы возможности оперативного решения разработанной математической модели численными методами.

Исследовано влияние структуры расчетной сетки на достоверность получаемых результатов. Показана необходимость проведения анализа структуры расчетных сеток на погрешность получаемых данных; - проведена верификация разработанной математической модели путем сравнения результатов расчета процессов термо-газодинамики и тепломассообмегга на поверхности сферы и затупленного конуса с данными открытых источников; - по результатам верификации проведена модификация математической модели; с использованием модифицированной математической модели, выполнены расчеты неравновесных процессов термо-газодинамики и тепломассообмена на поверхности сферы, модели планетарного зонда, модели спускаемого аппарата сегментально-конической формы, а также перспективного малоразмерного крылатого возвращаемого аппарата.

Все указанное характеризует актуальность темы диссертации, поскольку сегодня создание гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем является проблемной задачей дальнейшего развития авиационной и ракетно-космической техники оборонного и гражданского назначения. В этой связи разработка экспериментальных и численных методов и средств исследования таких комплексных многопараметрических задач, связанных с изучением структуры ламинарных, переходных и турбулентных неравновесных химически активных неизотермических течений, является актуальной проблемой науки и техники.

Отмечаю, что выполненная соискателем работа комплексная. Она включает несколько взаимосвязанных частей. В одной из таких частей проанализированы основные задачи, которые приходится преодолевать при математическом моделировании и последующим исследовании неизотермических процессов термо-газодинамики и тепло-массообмена с неравновесными химическими реакциями.

Такие процессы реализуются па поверхности летательного аппарата, совершающего полет в атмосфере с гиперзвуковой скоростью. В результате проведенного анализа автором предложена концепция комплексного математического моделирования тепловых и газодинамических процессов. Показаны преимушества концепции в сравнении с ранее реализованными при решении различными авторами задач подобного класса. Суть предложенной концепции состоит в том„что математическое моделирование комплекса сложных процессов термо-газодинамики, тепломассообмена и химической кинетики построено на совокупности относительно простых математических моделей каждого из множества процессов. При этом обосновано, что построенная на такой концепции математическая модель позволяет достоверно рассчитывать теплообмен на поверхности ГЛА при использовании стандартных компьютерных ресурсов.

Таким образом, предложенный подход снимает практически все ограничения, обычно возникавшие при решении подобных многопараметрических задач. Вторая часть работы посвяьцена составлению, непосредственно, самой математической модели, а также разработке мобильных численных методов ее решения. Ряд проведенных математических операций и обоснованных допущений, дали возможность провести модификацию численного метода решения составленной математической модели и, в конечном счете, повысить его эффективность. Например, представлены результаты исследования влияния структуры расчетной сетки на получаемые данные.

В этой части работы проведена также серия расчетов. Выполнено сопоставление полученных результатов с опубликованными расчетными и экспериментальными данными известных классических теоретических и экспериментальных задач подобного рода. Такая операция явилась тестовой проверкой предложенной математической модели, оценкой ее достоверности. В завершающей части работы проведен анализ результатов численных расчетов, дано объяснение природы термо-газодинамических, тепловых и физико-химических неизотермических процессов, протекающих в химически неравновесных сжатом и пограничном слоях. Г1о итогам изложенных в работе материалов отмечаю, что научная новизна практическая значимость диссертационной работы Пашкова О.

А. выражается: - в дальнейшем развитии методов математического моделирования гиперзвуковых неизотермических течений с неравновесными химическими реакциями; в модификации численных методов решения задач термогазодинамики и тепло - и массообмена; в разработанной общей математической модели гиперзвуковых неизотермических течений, описывакнцей в едином комплексе процессы термо-газодинамики, тепло-массообмена и химической кинетики; в модификации численных методов решения нестационарных уравнений Навье-Стокса ГРейнольдса) в совокупности с уравнениями энергии, массообмена, неразрывности химических компонентов; в удовлетворительном соогветствии результатов расчета ио предложенной математической модели с экспериментальными данными разных авторов; в практическом использовании предложенного метода математического моделирования термо-газодинамики, тепло-массообмена и химической кинетики гиперзвуковых течений в целях повышения достоверности и оптимизации дорогостоящих экспериментальных исследований.

В целом считаю, что диссертащюнная работа «Тепло-массообмен на поверхности элементов конструкции гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере» отвечает всем требованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским диссертациям„а ее автор„Пашков Олег Анатольевич, заслуживает присвоения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14. — "Теплофизика и теоретическая теплотехника".

Декан факультета № 2 'Ф "Ч-'~=~=~';-ъ П.В. Никитин, д.т.н., профессор, Заслуженный деятель науки РФ. Подпись профессора Никитина П.В. уд)стрверяю' :Г- :-.-,у" . ',,.'Л.,6.. АгулЬник. .