Введение к работе
.Диссертация посвящена численному моделированию нестацио-іарннх течения вязкого сжимаемого теплопроводного газа с обра-юванием циркуляционных гон.
Актуальность темы. Одной из важнейших проблем современной ізродинамики является изучение течений с возникающий циркудя-сионными зонами. Подобные течения возникают, например, в ре-ультате отрыва пограничного слоя при обтекании различных конс-руктивних элементов летательных аппаратов ( каверн, выступов, ольцевых выточек и т. д.) или при взаимодействии внешнего пото-а со струйной преградой. Экспериментальное изучение таких ре-имов течения является достаточно сложным, особенно для случая стационарных течений. Аналитическое исследование связано с ешением сложных систем уравнений в частных производных. Поэто-у особенно важное значение приобретает вычислительный экепери-ент, являющийся во многих случаях единственным реальным источ-иком информации о свойствах исследуемого течения.
Целью работы является: разработка комплекса алгоритмов и программ для расчета нестационарных двумерных течений вязкого сжимаемого теплопроводного газа в рамках полной системы нестационарных двумерных уравнений Навье-Стокса;
численное моделирование с помощь» вышеуказанного комплекса алгоритмов и программ нестационарных процессов возникновения, установления и распада циркуляционных зон в потоке.
Научная новизна: разработан и реализован вычислительный комплекс алгоритмов и программ для расчета нестационарных двумерных течений вязкого сжимаемого теплопроводного газа с применением неявной конечно-разностной весовой схемы повышенного порядка точности для ре-пения полной системы нестационарных двумерных уравнений Навье-Стокса Проведена апробация комплекса на различных тестовых задачах.
с помощью вышеуказанного комплекса проведено численное исследование задачи обтекания плоского обратного уступа сверхзвуковым потоком вязкого сжимаемого газа Исследованы зависимости характерного времени установления течения за плоским уступом от характерных чисел йаха и Рейнольдса задачи, проведено численное исследование задачи о возникновении циркуляционной зоны перед струйной преградой. Циркуляционная зо-
на возникала на внешней боковой поверхности плоского сопла, из которого истекала сильно недорасширенная струя переменной нерасчетности. Исследованы нестационарные процессы, реализующиеся при различных темпах изменения нерасчетности на срезе сопла с течением времени.
Практическая ценность. На примере рассмотренных в диссертации задач показано, что с помощью разработанного вычислительного комплекса алгоритмов и программ можно получать новую полезную информацию о процессах образования и развития циркуляционных зон в вязких потоках. Применение данного комплекса для решения задач численного моделирования подобных течений может принести пользу при исследовательских и проектировочных работах по созданию аэрокосмической техники.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и получили положительную оценку:
-
На научном семинаре под руководством профессора В. Б. Баранова (Москва, Институт проблем механики АН СССР, 1987-1990 гг. )
-
На научном семинаре под руководством А. В. Забродина (Москва, Институт прикладной математики им. М. Е Келдыша, 1988-1990 гг.)
-
На школе-семинаре "Течения вязкой жидкости" (Свердловск, Институт математики и механики УрО АН -СССР, 1988 г.)
-
На научном семинаре под руководством Ю. М. Липницкого (Калининград, ЦНИИМАШ, 1989 г. )
-
На школе-семинаре "Механика жидкости и газа" (Жуковский, ЦАГИ, 1990 г. )
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [ 1 - 4 ], список которых приведен в конце автореферата.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 82 рисунка и библиографию из 88 наименований. ОСший объем диссертации 138 страниц.