Чисельне моделювання взаємодії ударних хвиль з пограничним шаром при наявності тепло- і масообміну з обтічною поверхнею
Двовимірні, тривимірні взаємодії при різних конфігураціях генераторів стрибків ущільнення. Вплив теплообміну на відрив потоку для просторових генераторів ударних хвиль. Верифікація комплексу програм чисельного рішення рівнянь Нав’є-Стокса стисливого газу.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 11.08.2015 |
| Размер файла | 3,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Разработано программно-методическое обеспечение моделированию сверхзвуковых течений на основе полных нестационарных трехмерных и упрощенных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса сжимаемого газа, записанных в произвольных криволинейных координатах. Реализовано семь численных алгоритмов в рамках метода конечных разностей и два в рамках метода конечных объемов; в том числе предложены модификации неявных повышенной точности и смешанных явно-неявных конечно-разностных алгоритмов с использованием компактных аппроксимаций четвертого порядка.
Тестирование разработанных алгоритмов и программ выполнено на задачах о взаимодействии скачка уплотнения с ламинарным пограничным слоем на плоской пластине; турбулентного режима обтекания профиля крыла и кругового конуса под углом атаки; трехмерном взаимодействии турбулентного пограничного слоя с пересекающимися скачками уплотнения и волнами разрежения.
Проведен сравнительный анализ влияния тепло- и массообмена на структуру двумерных и трехмерных сверхзвуковых отрывных течений, вызванных взаимодействием ударной волны с пограничным слоем.
Изменение условий тепло- и массообмена, несмотря на различную природу взаимодействия, имеет сходное результирующее воздействие на структуру сверхзвукового турбулентного отрывного течения. Получены зависимости для параметров подобия отрывных сверхзвуковых течений от условий тепло- и массообмена с обтекаемой поверхностью.
Выполнено исследование структуры взаимодействия скользящих скачков уплотнения с турбулентным пограничным слоем на основе конического приближения уравнений Навье-Стокса; выделена иерархия элементов структуры пространственного турбулентного отрыва.
Результаты вычислительных экспериментов показывают, что механизм влияния теплообмена на структуру сверхзвуковых отрывных течений является фактически одинаковым как для двумерных, так и для трехмерных случаев. В тоже время, возможности управления отрывом потока с помощью теплообмена в пространственных течениях невелики по сравнению с двумерными течениями.
Ключевые слова: численное моделирование, уравнения Навье-Стокса, ударные волны, пограничный слой, отрыв потока, турбулентность, теплообмен, массоообмен.
Absract
Polevoy O.B. Numerical simulation of shock wave/boundary layer interaction at presence of heat and mass transfer with the streamlined surface. ? Manuscript.
The thesis is submitted towards on scientific degree of the candidate of physical and mathematical sciences, specialty 01.02.05 - mechanics of fluid, gas and plasma. ? Dnipropetrovsk National University. Dnipropetrovsk, 2011.
The thesis gives a new solution for an actual research problem of heat and mass transfer effect on the structure of two- and three-dimensional supersonic separated flows, induced by shock wave with laminar and turbulent boundary layers interactions. In two-dimensional case the shock wave was generated with a flat or axisymmetrical compression corners and also with a shock generator, located in the inviscid flow. The three-dimensional separated flows were investigated for three configurations: swept compression corners, sharp vertical fins and vertical cylinder installed on a flat plate.
The investigations are made on the basis of the full three-dimensional and simplified Reynolds averaged Navier-Stokes equations. Seven finite-difference and two finite-volume numerical methods were used.
Analysis of the results has revealed a significant effect of heat and mass transfer conditions on the structure of two-dimensional separated supersonic turbulent flow. Comparison of the results received with the experimental data known has allowed receiving simple empirical relations for a length of a upstream influence and coordinate of a separation point from heat and mass transfer parameters.
The obtained results have shown that effect of heat transfer on the structure of shock wave/ boundary layers interactions is in fact the same for two-dimensional and three- dimensional cases. At the same time resulting action of heat transfer for two-dimensional and three-dimensional flows is different in principle.
Key words: numerical simulation, Navier-Stokes equations, shock waves, boundary layer, flow separation, turbulence, heat transfer, mass transfer.
Польовий Олег Борисович
Чисельне моделювання взаємодії ударних хвиль з пограничним шаром при наявності тепло- і масообміну з обтічною поверхнею (Автореферат)
Підписано до друку 24.06.11. Формат 60х90/16. Папір друкарський.
Друк плоский. Гарнітура Times New Roman. Умовн. друк. арк. 1,0.
Замовлення № . Тираж 100 примірників.
Друкарня ДНУ, 49050, м. Дніпропетровськ, вул. Наукова, 5.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Математичне та фізичне моделювання обтікання тіл біля екрану з використанням моделей ідеальної та в’язкої рідини. Чисельне розв`язання рівнянь Нав’є-Стокса для ламінарного та турбулентного режимів. Застосування моделей та методів механіки рідин та газів.
автореферат [460,1 K], добавлен 16.06.2009Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною. Особливості поширення електромагнітних хвиль радіочастотного діапазону в живих тканинах. Характеристики полів, що створюються тілом людини. Електронні переходи в збудженій молекулі. Фоторецепторні клітини.
реферат [238,5 K], добавлен 12.02.2011Характеристика експлуатації, режимів роботи та основні причини пошкодження генераторів. Виникнення короткого замикання, встановлення струмового захисту від перевантаження генераторів, ушкодження ротора. Суть асинхронного режиму роботи гідрогенераторів.
реферат [16,2 K], добавлен 03.04.2011Тепловий розрахунок тепличного господарства. Розрахунок систем вентиляції та досвічування теплиці. Розробка моделі теплиці та процесів тепло- і масообміну. Система опалення з оребреними трубами з тепловим насосом та вакуумними трубчастими колекторами.
автореферат [2,1 M], добавлен 04.12.2013Сутність і практичне значення принципу суперпозиції хвиль. Умови виникнення та методика розрахунку групової швидкості хвиль. Зв'язок між груповою та фазовою швидкістю, схожі та відмінні риси між ними. Поняття інтерференції, її сутність і особливості.
реферат [249,4 K], добавлен 06.04.2009Існування електромагнітних хвиль. Змінне електромагнітне поле, яке поширюється в просторі з кінцевою швидкістю. Наслідки теорії Максвелла. Хвильові рівняння електромагнітних хвиль та рівняння Максвелла. Енергія електромагнітних хвиль, вектор Пойнтінга.
реферат [229,2 K], добавлен 06.04.2009Електропровідна рідина та її властивості в магнітному полі. Двовимірна динаміка магнітогідродинамічного потоку у кільцевому каналі І.В. Хальзев. Моделювання електровихрових полів у металургійних печах. Чисельне моделювання фізичних процесів у лабораторії.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 04.05.2014Огляд особливостей процесів теплопровідності. Вивчення основ диференціальних рівнянь теплопровідності параболічного типу. Дослідження моделювання даних процесiв в неоднорiдних середовищах з м'якими межами методом оператора Лежандра-Бесселя-Фур'є.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.09.2014Характеристика альтернативних джерел енергії, до яких належать сонячна, вітрова, геотермальна, енергія хвиль та припливів, гідроенергія, енергія біомаси, газу з органічних відходів та газу каналізаційно-очисних станцій. Вторинні енергетичні ресурси.
презентация [3,6 M], добавлен 14.11.2014Розподільні пристрої (РУ) підвищених напруг електричних станцій. Вибір генераторів і блокових трансформаторів, розподіл генераторів між РУ. Варіанти схем РУ всіх напруг, провідників. Визначення втрат електроенергії від потоків відмов елементів схем.
курсовая работа [122,7 K], добавлен 16.12.2010Змінне електромагнітне поле в однорідному середовищі та вакуумі. Поводження хвиль на границях розділу. Відбивна й пропускна здатність, кут Брюстера. Рівняння поширення хвиль у оптичному хвилеводі. Дисперсійні рівняння тришарового діелектричного хвилеводу.
курсовая работа [289,9 K], добавлен 21.01.2011Загальне поняття інтерференції хвиль. Інтерференція монохроматичних світлових хвиль. Екстремальні значення результуючої інтенсивності. Форми інтерференційних смуг. Способи розподілу пучків світла. Просторова і тимчасова когерентність оптичних джерел.
контрольная работа [412,4 K], добавлен 08.12.2010Передумови створення квантової електроніки. Основні поняття квантової електроніки. Методи створення інверсного заселення рівнів. Характеристика типів квантових генераторів. Параметричні підсилювачі. Основні області застосування квантових генераторів.
курсовая работа [938,5 K], добавлен 24.06.2008Сутність і сфери використання закону Ньютона – Ріхмана. Фактори, що впливають на коефіцієнт тепловіддачі. Густина теплового потоку за використання теплообміну. Абсолютно чорне, сіре і біле тіла. Густина теплового потоку під час променевого теплообміну.
контрольная работа [40,3 K], добавлен 26.10.2010Витікання газу і пари. Залежність витрати, швидкості і питомого об’єму газу при витіканні від відношення тисків. Дроселювання газу при проходженні через діафрагму. Перший закон термодинаміки для потоку. Процес адіабатного витікання ідеального газу.
реферат [315,9 K], добавлен 12.08.2013Електромагнітна хвиля як змінне електромагнітне поле, що розповсюджується в просторі. Властивості електромагнітних хвиль. Опис закономірностей поляризації світла, види поляризованого світла. Закон Малюса. Опис явища подвійного променезаломлення.
реферат [277,9 K], добавлен 18.10.2009Електрорушійна сила потужних генераторів електростанцій. Явище електромагнітної індукції як основа функціонування трансформатора. Первинна обмотка трансформатора, змінна напруга, проходження струму і створення в осерді циркулюючого магнітного потоку.
реферат [35,6 K], добавлен 19.11.2010Аналіз особливостей різних розділів фізики на природу газу й рідини. Основні розділи гідроаеромеханіки. Закони механіки суцільного середовища. Закон збереження імпульсу, збереження енергії. Гідростатика - рівновага рідин і газів. Гравітаційне моделювання.
курсовая работа [56,9 K], добавлен 22.11.2010Поведінка системи ГД перехідних режимів. Експериментальне дослідження процесів при пуску, реверсі та гальмуванні електричних генераторів. Алгоритм побудування розрахункових графіків ПП при різних станах роботи машини. Методика проведення розрахунку ПП.
лабораторная работа [88,2 K], добавлен 28.08.2015Розрахунок варіантів розподілу генераторів між розподільними пристроями у різних режимах роботи, вибір потужності трансформаторів зв'язку, секційних та лінійних реакторів, підбір вимикачів та струмоведучих частин для проектування електричної станції.
курсовая работа [463,9 K], добавлен 28.11.2010
