Расчет газодинамических характеристик жидкостного ракетного двигателя для ламинарных течений

DOI: 10.34759/vst-2021-2-166-176

Авторы

Мкртчян М. К.^1*, Кочетков Ю. М.^2**

1. ОАО «Государственное научно-производственное предприятие «Регион», Каширское шоссе, д. 13А, Москва,115230, Россия.
2. Исследовательский центр имени М.В. Келдыша, ГНЦ Центр Келдыша, Онежская ул., 8, Москва, 125438, Россия

*e-mail: mger_97@mail.ru
**e-mail: swgeorgy@gmail.com

Аннотация

Дано краткое описание проблемы прогноза параметров при больших числах Рейнольдса. Составлена система уравнений для ламинарного потока. Представлены профиль скорости и поле скоростей участка внутренней стенки камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), полученные по разработанной программе. Проведено качественное сравнение с результатами, полученными в программном комплексе «Ansys».

Ключевые слова:

уравнение Навье–Стокса, ламинарное течение, ламинарный подслой, профиль скорости у стенки

Библиографический список

1. Pozrikidis C. High-Reynolds-number flow // Fluid Dynamics. Theory, Computation, and Numerical Simulation. — 3rd ed. — Boston, MA: Springer, 2017, pp. 669-751. DOI: 10.1007/978-1-4899-7991-9_10

2. Faro A.A. Navier-Stokes Equation (An overview and the simplification). The discourse. 2020. DOI: 10.13140/RG.2.2.17406.00323

3. Farwig R. From Jean Leray to the millennium problem: the Navier-Stokes equations // Journal of Evolution Equations. 2020. DOI: 10.1007/s00028-020-00645-3

4. Shamoon J. Using HPC for Computational Fluid Dynamics. A Guide to High Performance Computing for CFD Engineers. — New York: Academic Press, 2015, pp. 81-100.

5. Юн А.А. Исследование течений и прочностной анализ. — Изд. 3-е, испр. и доп. — М.: URSS, ЛЕНАНД, 2014. —427 с.

6. Rodriguez S. Applied Computational Fluid Dynamics and Turbulence Modeling. Practical Tools, Tips and Techniques. — Switzerland: Springer International Publishing, 2019. — 306 p. DOI: 10.1007/978-3-030-28691-0

7. Breuer M., Schmidt S. Hybrid LES-RANS Modeling of Complex Turbulent Flows // 85th Annual Meeting of the International Associating of Applied Mathematics and Mechanics. 2014. Vol. 14. No. 1, pp. 647-650. DOI: 10.1002/pamm.201410308

8. Veress A., Molnár J., Rohács J. Compressible viscous flow solver // Periodica Polytechnica Transportation Engineering. 2009. Vol. 37. No. 1-2, pp. 77-81. DOI: 10.3311/pp.tr.2009-1-2.13

9. Giancarlo A. Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equation for Turbulence Modeling // Applied Mechanics Reviews. 2009. Vol. 62. No. 4, 040802. DOI: 10.1115/1.3124648

10. Zhou C., Shi L., Wang Z.J. Adaptive High-order Discretization of the Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations // Computers & Fluids. 2017. Vol. 159, pp. 137-155. DOI: 10.1016/j.compfluid.2017.09.009

11. Heinz S. The large eddy simulation capability of Reynolds-averaged Navier-Stokes equations: Analytical results // Physics of Fluids. 2019. Vol 31. No. 2. DOI: 10.1063/1.5085435

12. Кочетков Ю.М. Турбулентность. Пять теорем как инструмент глобального преобразования уравнений сохранения в целях разработки новых подходов к вычислительной газовой динамике // Двигатель. 2019. № 4(124). С. 20-22.

13. Lakshmipathiraju B.H., Rao V.D., Balakrishna B. Theoretical approach to predict friction coefficients of viscous non-Newtonian liquids in turbulent pipe flow // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development (IJMPERD). 2018. Vol. 8. No. 2, pp. 1177-1188. DOI: 10.24247/ijmperdapr2018157

14. Кочетков Ю.М. Турбулентность сверхзвуковых течений (памяти Д.Д. Гилевича) // Двигатель. 2013. № 2(86). С. 48-50.

15. Кочетков Ю.М. Турбулентность. Фундаментальное граничное условие сопровождения и новая постановка краевой задачи вязкой газовой динамики // Двигатель. 2015. № 5(101). С. 30-32.

16. Кочетков Ю.М. Турбулентность. Турбулентность и математическое доказательство её невозможности в сверхзвуковом потоке // Двигатель. 2018. № 3(117). С. 12-15.

17. Zikanov O.Y. Essential computational fluid dynamics. — Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2010. — 320 p.

18. ANSYS CFX-Solver Theory Guide. Release 17.2. ANSYS Canada Ltd, 2009, 578 p.

19. Воробьев А.Г., Воробьева С.С. Численное исследование пограничного слоя жидкостного ракетного двигателя малой тяги // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 1. С. 49-56.

20. Легаев В.П., Генералов Л.К., Галковский О.А. Аналитический обзор существующих гипотез о природе трения // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 174-181.