Анализ влияния выбора модели турбулентности на параметры взаимодействия сверхзвуковой струи с преградой

Авторы

  • Пешков Руслан Александрович Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76
  • Исправникова Олеся Владимировна Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76
  • Шметкова Анна Сергеевна Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76
  • Сюськина Юлия Львовна Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76 https://orcid.org/0009-0004-2976-3674

DOI:

https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-3-90-97

Ключевые слова:

сверхзвуковая струя, газовая динамика, ракетные комплексы, дифференциальные уравнения, турбулентное течение, ANSYS Fluent

Аннотация

В связи с интенсивным нагружением элементов стартовых сооружений при воздействии на них струй ракетных двигателей очевидна необходимость определения газодинамических, тепловых и других нагрузок, возникающих при старте ракеты-носителя. Численное моделирование с помощью прикладных программ является одним из широко используемых способов их расчёта, так как физическое моделирование требует существенных затрат ресурсов. В исследовании проанализирован случай взаимодействия одиночной сверхзвуковой струи газа с плоской преградой, ориентированной перпендикулярно направлению струи. Приведены дифференциальные уравнения, описывающие движение сжимаемого вязкого теплопроводного газа (уравнения Навье–Стокса), и описан метод осреднения их по Рейнольдсу. Рассмотрены некоторые однои двухпараметрические модели турбулентности, основанные на уравнениях Рейнольдса. Проведено численное моделирование процесса натекания сверхзвуковой струи воздуха из сопла Лаваля на плоскую алюминиевую преграду, расположенную перпендикулярно оси струи. Для анализа влияния выбора модели турбулентности на распределение числа Маха и давление на преграде был использован программный пакет ANSYS Fluent. Сравнение результатов исследования с экспериментальными данными показало, что наиболее точные результаты получены при использовании модели турбулентности k-ω SST.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Пешков Руслан Александрович, Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76

кандидат технических наук, доцент (Россия), заведующий научной лабораторией «Ракеты-носители, космические и беспилотные летательные аппараты», доцент кафедры «Летательные аппараты», старший научный сотрудник НИЛ проблем физико-химии и газодинамики двигательных установок многоразовых ракет-носителей Южно-Уральского государственного университета (национальный исследовательский университет) (ЮУрГУ (НИУ)), г. Челябинск.

Исправникова Олеся Владимировна, Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76

магистрант направления «Ракетные комплексы и космонавтика» ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск.

Шметкова Анна Сергеевна, Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76

магистрант направления «Ракетные комплексы и космонавтика» ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск.

Сюськина Юлия Львовна, Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Россия, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76

старший преподаватель кафедры «Летательные аппараты» ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск.

Загрузки


Просмотров аннотации: 5

Опубликован

30.10.2024

Как цитировать

Пешков, Р. А., Исправникова, О. В., Шметкова, А. С., & Сюськина, Ю. Л. (2024). Анализ влияния выбора модели турбулентности на параметры взаимодействия сверхзвуковой струи с преградой. ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК. Серия «Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение», 8(3), 90–97. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-3-90-97

Выпуск

Раздел

Авиационная и ракетно-космическая техника