Научный отчет № 5322

Название

Численное моделирование высокотемпературных газодинамических процессов и теплообмена при воздействии на модели потоков АДТ ВАТ-104М «ЦАГИ».

Авторы

Сахаров В.И.

Аннотация

В рамках уравнений Навье-Стокса и химически неравновесной модели газовой среды проведено численное моделирование течений в подогревателе и в рабочем тракте установки АДТ ВАТ-104 ЦАГИ, исследовано обтекание цилиндрической модели с передним торцевым затуплением сверхзвуковыми недорасширенными струями диссоциированного и частично ионизованного воздуха для условий экспериментов на высокоэнтальпийной аэродинамической трубе ВАТ-104 ЦАГИ. Численное моделирование включало: решение уравнения для усредненной по времени амплитуды тангенциальной составляющей высокочастотного электрического поля в подогревателе АДТ ВАТ-104 ЦАГИ; расчет течений воздушной плазмы в подогревателе АДТ ВАТ-104 ЦАГИ и в недорасширенных химически неравновесных струях диссоциированного и частично ионизованного воздуха, истекающих в затопленное пространство на основе полных уравнений Навье–Стокса; расчет осесимметричного обтекания цилиндрических моделей такими струями. Численное моделирование проводилось в рамках однотемпературной модели газовой среды с учетом химической неравновесности и ионизации при следующих значениях параметров в эксперименте: мощности, вкладываемой в плазму Wпл.= 41 кВт и расходах воздуха, подаваемого в подогреватель установки G = 1.5 г/с; 2.16 г/с; 3 г/с. Проведено численное моделирование течений в недорасширенных сверхзвуковых воздушных струях, истекающих из подогревателя АДТ ВАТ-104 ЦАГИ и около цилиндрической модели диаметром Dm=20 мм и 40мм с передним торцевым затуплением, установленной в рабочей части установки. Изучено влияние расхода воздуха, вдуваемого в подогреватель установки на значение тепловых потоков на торцевой поверхности модели и температуры, для условий равновесно излучающей ее поверхности при малых значениях каталитической активности.

Год публикации

2016 г.

Объём

28 с.

Научный руководитель

Левин В.А.

Ключевые слова

АДТ ВАТ-104 ЦАГИ, численное исследование, уравнения Навье-Стокса, Максвелла, химическая неравновесность.