Научный отчет № 5334

Название

Детонационное горение водорода в сопле Лаваля в условиях разряженной атмосферы.

Авторы

Туник Ю.В.

Аннотация

Изучается вопрос о возможности стабилизации детонационного горения водородовоздушных смесей, поступающих с высокой сверхзвуковой скоростью в осесимметричное сопло Лаваля в условиях, характерных для атмосферы на высотах до 30 км. Определяется соответствующая конфигурация сопловых каналов и состав смеси. В основе математической модели - нестационарные двумерные уравнения осесимметричного течения невязкого многокомпонентного газа с химическими превращениями. Для описания процессов горения водородовоздушных смесей используется детальная кинетическая модель, которая включает 9 компонент, участвующих в 33 неравновесных обратимых реакциях. Теплоемкость и энтальпия смеси рассчитываются по приведенной энергии Гиббса газовых компонент. Численное моделирование проводится на базе конечно-разностной схемы С.К. Годунова и ее модификации, повышающей порядок аппроксимации гладких решений до второго по пространственным переменным. Расчеты выполняются на суперкомпьютере «Ломоносов». При разработке вычислительного алгоритма использована технология параллельного программирования OpenMP.

Год публикации

2016 г.

Объём

23 с.

Научный руководитель

Шаталов О.П.

Ключевые слова

водород, детонация, горение, детальная кинетика, сопло Лаваля, сверхзвуковой поток, стационарное течение, стабилизация, численное моделирование, схема Годунова.