Методические вопросы проектирования гиперзвуковых летательных аппаратов, связанные с исследованием абляции углеродных материалов в струях жидкостных ракетных двигателей - page 2

В.В. Горский, Е.Г. Ватолина, В.Г. Реш
2
осесимметричной модели, изготовленной из УМ, которая обтекается
струей продуктов сгорания ЖРД.
При этом для расчета параметров струи продуктов сгорания
ЖРД, истекающей в затопленное пространство, применялась про-
грамма, предложенная в [4], в которой используются параболизован-
ные уравнения Навье – Стокса [5] для описания течения газа в цен-
тральной части струи и уравнения турбулентного пограничного слоя
[6] для описания процесса перемешивания струи с окружающей сре-
дой, а расчет турбулентной вязкости проводится с использованием
теории пути перемешивания Л. Прандтля [7].
Для расчета обтекания модели текущей обгарной формы идеаль-
ным газом поверхность этой модели условно подразделяют на затуп-
ленную часть и боковую поверхность. При этом граница раздела
между этими поверхностями автоматически смещается в процессе
расчета по мере обгара модели.
Для решения задачи обтекания затупленной части модели идеаль-
ным газом используется программа, в рамках которой в каждом расчет-
ном узле ударного слоя допускается существование термохимического
равновесия. Решение находим методом установления в сферической
системе координат, центр которой расположен в точке пересечения оси
тела с концевым сечением его затупленной части [8].
Для решения задачи обтекания боковой поверхности модели иде-
альным газом используется программа, составленная в соответствии
с методикой работы [9] и апробированная на табличных данных ра-
боты [10]. В рамках этой программы также в каждом расчетном узле
ударного слоя допускается существование термохимического равно-
весия, а решение находим маршевым методом Мак-Кормака [11] в
цилиндрической системе координат.
Расчет интенсивности конвективного теплообмена на поверхности
модели производится в рамках метода эффективной длины В.С. Авду-
евского [12] в сочетании с методом среднемассовых величин В.В. Лу-
нева [13]. При этом допускается возможность усиления интенсивности
теплообмена за счет шероховатости поверхности модели на базе ис-
пользования рекомендаций, изложенных в работе [14]. Расчет место-
расположения переходной области на поверхности модели, где
наблюдается переход от ламинарного режима течения газа в погра-
ничном слое к турбулентному режиму, проводится в соответствии с
методикой, рассмотренной в работах [15, 16]. Расчет интенсивности
теплообмена в переходной области базируется на применении методи-
ки [17]. Введение в расчет теплообмена давления, полученного в ре-
зультате проведения невязкого газодинамического расчета, базируется
на методике, приведенной в [1]. Все используемые при расчете интен-
сивности теплообмена соотношения описаны, в частности, в моногра-
фиях [1, 18].
1 3,4,5,6,7,8
Powered by FlippingBook