Диссертация (1145329)
Текст из файла
УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИНа правах рукописиБулат Павел ВикторовичСТАЦИОНАРНЫЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ РАЗРЫВЫ И УДАРНО-ВОЛНОВЫЕСТРУКТУРЫ01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмыДиссертация на соискание ученой степени докторафизико-математических наукСанкт-Петербург - 2017 !2Введение6Глава 1 Интерференция газодинамических разрывов - история исследований, основныесведения и методология191.1 Понятие о волнах, газодинамических разрывах и ударно-волновых процессах 191.2 Развитие представлений о природе газодинамических разрывов221.3 Условия динамической совместности на разрывах и волнах241.4 Косой скачок уплотнения и ударные поляры271.5 Ударно-волновые структуры и классификация образующих их разрывов361.6 Графический метод ударных поляр391.7 Маховское отражение и маховская интерференция411.8 Тройные конфигурации ударных волн481.9 Дифференциальные условия динамической совместности и слабые разрывы551.10 Метод слабых разрывов581.11 Отражение слабого разрыва от оси и плоскости симметрии621.12 Выводы к главе 168Глава 2 Одиночные газодинамические разрывы692.1 Ударная волна с позиции теории особенностей гладких отображений692.2 Законы сохранения на разрыве, возникающем в простой волне712.3 Уравнение Бюргерса как модель ударной волны в среде с исчезающей вязкостьюи связь с "функцией минимума"752.4 Скачок уплотнения в калорически несовершенном невязком газе782.5 Задачи отыскания оптимальных свойств одиночных разрывов882.6 Кривизна скачка уплотнения902.7 Кривизна тангенциального разрыва и линий тока982.8 Зарождение висячего скачка1022.9 Фронт горения в сверхзвуковом потоке - газодинамический разрыв1062.10 Выводы к главе 2124Глава 3 Интерференция встречных разрывов и теория перестроек ударно-волновыхструктур1263.1 Геометрическая теория трансформации ударных волн1263.2 О связи теории особенностей Уитни в задачах с параметром и перестроекударных волн и ударно-волновых структур1293.3 Основные понятия теории особенностей Уитни1323.4 Допустимые перестройки ударных волн и ударно-волновых структур135!33.5 Перестройка УВС при переходе от регулярного отражения косого скачка отстенки к маховскому и обратно в условиях гистерезиса1383.6 Область неоднозначности решения при отражении косого скачка от стенки1453.7 Переход между регулярной и маховской интерференцией - проверка критериевфон Неймана и Стационарной Маховской Конфигурации методом вычислительногоэксперимента1493.8 Влияние размытия скачков на ширину зоны гистерезиса1543.9 Проверка критериев фон Неймана и Стационарной Маховской Конфигурацииметодом гидроаналогии1563.10 Интенсивность отраженного скачка при отражении косого скачка от стенки 1603.11 Модель регулярного взаимодействия встречных скачков уплотнения1633.12 Модель нерегулярного взаимодействия встречных скачков уплотнения1663.13 Изменение качественной картины течения при увеличении интенсивностиодного из встречных скачков1693.14 Гистерезис при несимметричной интерференции встречных скачков1713.15 Нерегулярное отражение скачка уплотнения от оси симметрии с образованиемдиска Маха1763.16 О проектировании оптимальных УВС со встречными скачками1823.17 Выводы к главе 3188Глава 4 Интерференция разрывов одного направления1904.1 Регулярная интерференция догоняющих скачков1924.2 Центрированная волна сжатия как предельный случай регулярнойинтерференции скачков уплотнения одного направления1934.3 Анализ областей существования ударно-волновой структуры в центрированнойволне сжатия с различными типами отраженного разрыва2004.4 Характеристическая УВС при регулярной интерференции двух догоняющихскачков уплотнения2034.5 Области существования ударно-волновых структур с различным типомотраженного разрыва, образующихся при регулярной интерференции догоняющихскачков уплотнения2074.6 Область оптимального регулирования воздухозаборника внешнего сжатия2194.7 Выводы к главе 4223Глава 5 Перестройки ударно-волновых структур с тройными точками и ихэкстремальные свойства2255.1 Области существования тройных конфигураций ТК-1, ТК-2, ТК-3 с учетомвозможной неоднозначности решения2265.2 Оптимальные тройные конфигурации скачков уплотнения231!45.3 Асимптотические свойства тройных конфигураций2345.4 Перестройки УВС с переходом через экстремальную ТК с прямым скачком2375.5 Перестройки УВС при нерегулярной интерференции догоняющих скачков2455.6 Области существования УВС, образующихся при нерегулярной интерференциидогоняющих скачков2505.7 УВС с тройными конфигурациями переходного типа, образующиеся приинтерференции догоняющих скачков2565.8 Выводы к главе 5259Глава 6 Метод распада произвольного разрыва и задача построения разностных схемповышенного порядка точности2626.1 О проблеме численного моделирования сверхзвуковых течений с сильнымигазодинамическими разрывами2626.2 История изучения задачи о распаде разрыва и основные понятия2666.3 Математическая модель распада произвольного разрыва2676.4 Определение областей существования решения2706.5 Случай, когда отраженный разрыв - скачок уплотнения2736.6 Случай, когда отраженный разрыв - волна разрежения2776.7 Численный метод Годунова2816.8 Задача Римана как простейшая задача для тестировании численных методов2916.9 Типовые задачи для тестирования численных методов2946.10 Комплексные задачи для тестирования численных алгоритмов3096.11 Демонстрация возможности численного метода - дифракция ударной волны 3166.12 Демонстрация возможности численного метода - рефракция ударной волны 3216.13 Выводы к главе 6325Заключение327Список использованных источников333!5ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯАСМК - асимптотическая стационарная маховская конфигурация.ВЗ - воздухозаборное устройство, воздухозаборник.ВСУ - встречные скачки уплотнения.ГДР - газодинамический разрыв.ГПВРД - гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель.ГТД - газотурбинный двигатель.ДСУ - догоняющие скачки уплотнения.ДУДС - дифференциальные условия динамической совместности на скачке.ИДД - импульсно детонационный двигатель.МИ - маховская интерференция.МО - маховское отражение.ОУВС - оптимальная ударно-волновая структура.ПВРД - прямоточный воздушно-реактивный двигатель.ПНИ - прикладные научные исследования.ПуВРД - пульсирующий воздушно реактивный двигатель.РИ - регулярная интерференция.РО - регулярное отражение.СМК - стационарная маховская конфигурация.СПВРД - сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель.ТК - тройная конфигурация ударных волнУВП - ударно-волновой процесс.УВС - ударно-волновая структура.УДС - условия динамической совместности на скачке.ЦВС - центрированная волна сжатия.RDE - rotary detonation engine.CDE - continuously detonation engine.PDE - pulse detonation engine.CDWE - continuous detonation wave engine. !6ВВЕДЕНИЕЛишь в конце работы мы обычно узнаем, с чего нужно было её начать.Блез ПаскальПолеты сверхзвуковых и гиперзвуковых летательных аппаратов неразрывно связаны собразованием и трансформациями ударно-волновых структур (УВС).
Газодинамическиеразрывы (ГДР), к которым относятся, например, ударные волны, образуются при обтеканиивнешней поверхности летательного аппарата (ЛА), сжатии воздуха в воздухозаборниках (ВЗ), врезультате взаимодействия реактивных струй двигателей. Пересечение разрывов между собой ис преградами называется интерференцией. В результате интерференции разрывов образуютсяударно-волновые структуры, состоящих из газодинамических разрывов и волн различного типа.При плавном изменении одного или нескольких параметров УВС трансформируются.Трансформация УВС - изменение УВС, сопровождающееся увеличением или уменьшениемуглов наклона ГДР и их интенсивности, при неизменной топологии.
При некотором значенииодного или нескольких параметров может произойти структурная перестройка УВС,сопровождающаяся сменой топологии, т.е. ветвлением разрывов, входящих в УВС, ихпоявлением или, наоборот, исчезновением. Под перестройками также понимаются объединениядвух и более УВС в одну, либо распад УВС на несколько. Значения параметров, при которыхпроисходят структурные перестройки, называются особыми точками или точками бифуркации.Изучению трансформаций и перестроек УВС в особых точках посвящена настоящая работа.Исследование проводится для модели идеального газа, кроме тех случаев, когда это неоговорено отдельно.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
