Чисельне моделювання взаємодії ударних хвиль з пограничним шаром при наявності тепло- і масообміну з обтічною поверхнею
Двовимірні, тривимірні взаємодії при різних конфігураціях генераторів стрибків ущільнення. Вплив теплообміну на відрив потоку для просторових генераторів ударних хвиль. Верифікація комплексу програм чисельного рішення рівнянь Нав’є-Стокса стисливого газу.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 11.08.2015 |
| Размер файла | 3,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Разработано программно-методическое обеспечение моделированию сверхзвуковых течений на основе полных нестационарных трехмерных и упрощенных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса сжимаемого газа, записанных в произвольных криволинейных координатах. Реализовано семь численных алгоритмов в рамках метода конечных разностей и два в рамках метода конечных объемов; в том числе предложены модификации неявных повышенной точности и смешанных явно-неявных конечно-разностных алгоритмов с использованием компактных аппроксимаций четвертого порядка.
Тестирование разработанных алгоритмов и программ выполнено на задачах о взаимодействии скачка уплотнения с ламинарным пограничным слоем на плоской пластине; турбулентного режима обтекания профиля крыла и кругового конуса под углом атаки; трехмерном взаимодействии турбулентного пограничного слоя с пересекающимися скачками уплотнения и волнами разрежения.
Проведен сравнительный анализ влияния тепло- и массообмена на структуру двумерных и трехмерных сверхзвуковых отрывных течений, вызванных взаимодействием ударной волны с пограничным слоем.
Изменение условий тепло- и массообмена, несмотря на различную природу взаимодействия, имеет сходное результирующее воздействие на структуру сверхзвукового турбулентного отрывного течения. Получены зависимости для параметров подобия отрывных сверхзвуковых течений от условий тепло- и массообмена с обтекаемой поверхностью.
Выполнено исследование структуры взаимодействия скользящих скачков уплотнения с турбулентным пограничным слоем на основе конического приближения уравнений Навье-Стокса; выделена иерархия элементов структуры пространственного турбулентного отрыва.
Результаты вычислительных экспериментов показывают, что механизм влияния теплообмена на структуру сверхзвуковых отрывных течений является фактически одинаковым как для двумерных, так и для трехмерных случаев. В тоже время, возможности управления отрывом потока с помощью теплообмена в пространственных течениях невелики по сравнению с двумерными течениями.
Ключевые слова: численное моделирование, уравнения Навье-Стокса, ударные волны, пограничный слой, отрыв потока, турбулентность, теплообмен, массоообмен.
Absract
Polevoy O.B. Numerical simulation of shock wave/boundary layer interaction at presence of heat and mass transfer with the streamlined surface. ? Manuscript.
The thesis is submitted towards on scientific degree of the candidate of physical and mathematical sciences, specialty 01.02.05 - mechanics of fluid, gas and plasma. ? Dnipropetrovsk National University. Dnipropetrovsk, 2011.
The thesis gives a new solution for an actual research problem of heat and mass transfer effect on the structure of two- and three-dimensional supersonic separated flows, induced by shock wave with laminar and turbulent boundary layers interactions. In two-dimensional case the shock wave was generated with a flat or axisymmetrical compression corners and also with a shock generator, located in the inviscid flow. The three-dimensional separated flows were investigated for three configurations: swept compression corners, sharp vertical fins and vertical cylinder installed on a flat plate.
The investigations are made on the basis of the full three-dimensional and simplified Reynolds averaged Navier-Stokes equations. Seven finite-difference and two finite-volume numerical methods were used.
Analysis of the results has revealed a significant effect of heat and mass transfer conditions on the structure of two-dimensional separated supersonic turbulent flow. Comparison of the results received with the experimental data known has allowed receiving simple empirical relations for a length of a upstream influence and coordinate of a separation point from heat and mass transfer parameters.
The obtained results have shown that effect of heat transfer on the structure of shock wave/ boundary layers interactions is in fact the same for two-dimensional and three- dimensional cases. At the same time resulting action of heat transfer for two-dimensional and three-dimensional flows is different in principle.
Key words: numerical simulation, Navier-Stokes equations, shock waves, boundary layer, flow separation, turbulence, heat transfer, mass transfer.
Польовий Олег Борисович
Чисельне моделювання взаємодії ударних хвиль з пограничним шаром при наявності тепло- і масообміну з обтічною поверхнею (Автореферат)
Підписано до друку 24.06.11. Формат 60х90/16. Папір друкарський.
Друк плоский. Гарнітура Times New Roman. Умовн. друк. арк. 1,0.
Замовлення № . Тираж 100 примірників.
Друкарня ДНУ, 49050, м. Дніпропетровськ, вул. Наукова, 5.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Математичне та фізичне моделювання обтікання тіл біля екрану з використанням моделей ідеальної та в’язкої рідини. Чисельне розв`язання рівнянь Нав’є-Стокса для ламінарного та турбулентного режимів. Застосування моделей та методів механіки рідин та газів.
автореферат [460,1 K], добавлен 16.06.2009Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною. Особливості поширення електромагнітних хвиль радіочастотного діапазону в живих тканинах. Характеристики полів, що створюються тілом людини. Електронні переходи в збудженій молекулі. Фоторецепторні клітини.
реферат [238,5 K], добавлен 12.02.2011Характеристика експлуатації, режимів роботи та основні причини пошкодження генераторів. Виникнення короткого замикання, встановлення струмового захисту від перевантаження генераторів, ушкодження ротора. Суть асинхронного режиму роботи гідрогенераторів.
реферат [16,2 K], добавлен 03.04.2011Тепловий розрахунок тепличного господарства. Розрахунок систем вентиляції та досвічування теплиці. Розробка моделі теплиці та процесів тепло- і масообміну. Система опалення з оребреними трубами з тепловим насосом та вакуумними трубчастими колекторами.
автореферат [2,1 M], добавлен 04.12.2013Сутність і практичне значення принципу суперпозиції хвиль. Умови виникнення та методика розрахунку групової швидкості хвиль. Зв'язок між груповою та фазовою швидкістю, схожі та відмінні риси між ними. Поняття інтерференції, її сутність і особливості.
реферат [249,4 K], добавлен 06.04.2009Існування електромагнітних хвиль. Змінне електромагнітне поле, яке поширюється в просторі з кінцевою швидкістю. Наслідки теорії Максвелла. Хвильові рівняння електромагнітних хвиль та рівняння Максвелла. Енергія електромагнітних хвиль, вектор Пойнтінга.
реферат [229,2 K], добавлен 06.04.2009Електропровідна рідина та її властивості в магнітному полі. Двовимірна динаміка магнітогідродинамічного потоку у кільцевому каналі І.В. Хальзев. Моделювання електровихрових полів у металургійних печах. Чисельне моделювання фізичних процесів у лабораторії.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 04.05.2014Огляд особливостей процесів теплопровідності. Вивчення основ диференціальних рівнянь теплопровідності параболічного типу. Дослідження моделювання даних процесiв в неоднорiдних середовищах з м'якими межами методом оператора Лежандра-Бесселя-Фур'є.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.09.2014Характеристика альтернативних джерел енергії, до яких належать сонячна, вітрова, геотермальна, енергія хвиль та припливів, гідроенергія, енергія біомаси, газу з органічних відходів та газу каналізаційно-очисних станцій. Вторинні енергетичні ресурси.
презентация [3,6 M], добавлен 14.11.2014Розподільні пристрої (РУ) підвищених напруг електричних станцій. Вибір генераторів і блокових трансформаторів, розподіл генераторів між РУ. Варіанти схем РУ всіх напруг, провідників. Визначення втрат електроенергії від потоків відмов елементів схем.
курсовая работа [122,7 K], добавлен 16.12.2010