Диссертация (786472), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Показано, что двухмерный итрехмерный алгоритмы дают близкие результаты по спектральным параметрамв плоскости симметрии (z=0).3. Проведены численные исследования обтекания до-транс звуковым потокомвязкого газа мелкой открытой каверны оборудованной а) плоской крышкой ссимметричным расположением окна, б) с цилиндрической крышкой передними задним расположением выводного окна. Установлены уровни пульсацийдавления в разных характерных точках внутри мелкой каверны.145ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.РассмотренаПредложеноучитыватьнеравновеснойтрехпараметрическаязависимостьтурбулентнойk-ω-µtвременивязкостиотмодельрелаксацииразличныхвтурбулентности.уравнениимасштабовдлявремени,характерных для различных процессов в турбулентных потоках. В качестве примерарассмотрены характерные масштабы времени вязких эффектов, неравновесноститурбулентности и градиента турбулентного давления.
Предложена возможнаязависимость времени релаксации от перечисленных выше масштабов времени.2. Разработана трехпараметрическая k-ε-µt модель турбулентности.3. Исследовано поведение неравновесной турбулентной вязкости в случаезатухания однородной изотропной турбулентности. Показано, что в рассматриваемомтечении неравновесная турбулентная вязкость монотонно стремится к равновеснойпри любом начальном отклонении от равновесия.4. Исследована задача взаимодействия затухающей турбулентности с ударнойволной. Рассмотрены двухпараметрические (различные варианты k-ε модели, k-ωмодель) и трехпараметрические релаксационные модели турбулентности и показано:а) рассмотренные модели турбулентности не способны правильно предсказатьрезкое возрастание и падение турбулентности вблизи ударной волны,б)направильноепредсказаниеповедениякинетическойэнергиитурбулентности на некотором расстоянии от ударной волны оказывается влияниеучет неравновесности в модели турбулентности; лучше всего проявляют себя моделиChen [90], Chen, Kim [91] и Haroutunian [105],в) для правильного предсказания поведения энергии турбулентности припомощи стандартной модели турбулентности и предложенной k-ε-µt моделью важноиспользовать условие реализуемости напряжений Рейнольдса.
При этом значениеконстанты в этом условии должно быть близко к теоретическому P max принадлежитинтервалу [10,15] ([100]).5. Рассмотрено течение в сверхзвуковой недорасширенной турбулентнойструе. Показано, что предложенные модификации k-ω-µt модели позволяют управлятьположением системы скачков уплотнения в рассмотренной струе по сравнению сисходной k-ω-µt моделью.1466. Продемонстрировано, что предложенная k-ε-µt модель позволяет заметноулучшить точность предсказания характеристик смешения в струе и положениясистемы скачков уплотнения.7.Разработанпрограммныйкомплексрасчетапространственныхтурбулентных течений в областях сложной геометрической формы.
Программныйкомплекс использует неструктурированные гибридные расчетные сетки и имеетвторой порядок точности по пространству и времени на гладких решениях.8. Показана работоспособность разработанного программного комплекса прирасчете высокоскоростных течений на различных неструктурированных расчетныхсетках как для гладких течений, так и для течений со сложной структуройгазодинамических разрывов.9.Выполненосравнениерассчитанныхполейплотностисэкспериментальными результатами по гиперзвуковому обтеканию модели трактаГПВРД. Показано, что удается хорошо воспроизвести структуру течения внутри этоймодели.10.
Проведено численное моделирование на основе LES подхода течения внедорасширенной сверхзвуковой струе. Получено вполне удовлетворительноесоответствие между экспериментальными данными и результатами численныхрасчетов.11. Рассмотрено течение внутри плоского сопла в режиме перерасширения.Для одного выбранного значения отношения n=2.4 давления на входе и выходе всопло получены неизвестные коэффициенты в предложенных трехпараметрических kω-µt моделях турбулентности с учетом зависимости времени релаксации в уравнениидля неравновесной турбулентной вязкости от характерных масштабов временинеравновесности турбулентности, градиента турбулентного давления и вязкихэффектов.Наосновеполученногокоэффициентапроведеночисленноемоделирование течения внутри плоского сопла для предложенных моделей при n=2.0,2.4,3.0,3.4,5.4.Сравнениерезультатовпроведенногомоделированиясэкспериментальными данными показывает, что полученные модели улучшаютпредсказание точки отрыва по сравнению с k-ω моделью [176].12.
В ходе численного моделирования течения внутри плоского сопла врежимеперерасширениядляn=2.4полученнеизвестныйкоэффициентв147предложенной трехпараметрической k-ε-µtмодели турбулентности. На основеполученного коэффициента проведено численное моделирование течения внутриплоского сопла для предложенных моделей при n=2.0, 2.4, 3.0, 3.4, 5.4. Сравнениерезультатовпроведенногомоделированияпоказывает, что рассматриваемая k-ε-µtсэкспериментальнымиданнымимодель улучшает или не ухудшаетпредсказание положения отрыва по сравнению со всеми рассмотренными моделями, втом числе и по сравнению с лучшей моделью турбулентной вязкости длярассматриваемого типа течения из работы [21].13.
Проведено численное моделирование течения внутри осесимметричногосопла с толстой стенкой, предложенного для тестирования моделей турбулентностина европейской конференции по аэрокосмическим наукам [164]. Показано, чтоиспользование k-ε-µt модели и k-ω-µt модели без учета сжимаемости позволяетполучить положение отрыва, близкое к наблюдаемому в эксперименте.14. Рассмотрено течение внутри осесимметричных сопел с одинаковойдозвуковой частью и тремя различными сверхзвуковыми участками: два сопла сконическойчастьюиполуугламираствора4°и22.5° соответственноипрофилированной частью ([57; 21]). Показано следующее:а) предложенные трехпараметрические релаксационные модели и учетсжимаемой диссипации [149] позволяют улучшать предсказание положение отрывадля рассмотренных течений по сравнению с базовой двухпараметрической моделью ипо сравнению с моделями без учета сжимаемой диссипации;б) коэффициенты предложенных вариантов k-ω-µt моделей, выбранные наоснове результатов моделирования течения внутри плоского сопла, оказалисьнепригодны для течений в осесимметричных соплах;в)предложеннаяk-ε-µtмодельненуждаетсявдополнительныхкорректировках для рассмотренных случаев.15.
Рассмотрена задача моделирования взаимодействия ударных волн спограничным слоем в случаях сверхзвукового и гиперзвукового обтеканиясжимающегоугла.Показано,чтосиспользованиемрассмотренныхдвухпараметрических и трехпараметрических моделей можно получить приемлемоесоответствие между экспериментальными и расчетными значениями длины отрывнойзоны и значения восстановленного статического давления.
Получено, что среди148рассмотренных моделей наиболее удачными для моделирования указанного теченияявляются высокорейнольдсовые модели: двухпараметрическая k-ε модель Chen [90] смоделью сжимаемой диссипации Sarkar [149] и трехпараметрическая k-ε-μt модель безучетасжимаемойдиссипации.Показано,чтоприпроведениичисленногомоделирования гиперзвукового течения с использованием высокорейнольдсовыхмоделей требуется дополнительная адаптация сетки к значению безразмерногорасстояния до стенки в пристеночной ячейке.16. Рассмотрена задача моделирования сверхзвукового и гиперзвуковоготеченияввоздухозаборнике.Показано,чтосиспользованиемвыбранныхтрехпараметрических моделей можно получить приемлемое соответствие для ударноволновойкартинысверхзвуковоготечениявканале(воздухозаборника)истатического давления между экспериментальными и расчетными значениями.Положениеипротяженностьотрывнойобластипроведенногочисленногомоделирования соответствует эксперименту.17.
Выполнено численные исследования обтекания до-транс звуковымпотоком вязкого газа мелкой открытой каверны оборудованной а) плоской крышкой ссимметричным расположением окна,б) с цилиндрической крышкой передним изадним расположением выводного окна. Установлены уровни пульсаций давления вразных характерных точках внутри каверны.149СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1.Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. — М.: Физматгиз, 1960.
—2.Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика: учебн. рук-во для втузов630 с.в 2 ч./ Г. Н. Абрамович. – М.:Наука.1991.– 600 с.3.Антонов А.Н., Купцов В.М., Комаров В.В. Пульсации давления приструйных и отрывных течениях. М. Машиностроение, 1990, 272 с.4.М. А. Антонов, И. А. Граур, Л. В. Косарев, Б.
Н. Четверушкин,Численное моделирование пульсаций давления в трехмерных выемках. // Матем.моделирование, 1996, том 8, № 5, с.76–90.5.Антонов А.Н., Филиппов К.Н., Пульсации давления в выемке,обтекаемой дозвуковым или сверхзвуковым потоком газа. // Прикладная механика итехническая физика. 1989. N 4. с. 84-89.6.Безменова Н. В., Шустов С. А., Иванов И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
