Методика численного исследования отражения ударной волны от твердой поверхности в запылённой среде
Аннотация
Методика численного исследования отражения ударной волны от твердой поверхности в запылённой среде В данной работе для исследования ударно-волновых течений в запылённых средах использована математическая модель динамики гетерогенной смеси. Гетерогенная смесь предполагалась состоящей из двух компонент: несущей компоненты – газа и дисперсной компоненты – твёрдых частиц. Для каждой из компонент среды решалась полная система уравнений динамики сплошной среды включавшая в себя уравнение неразрывности, уравнения сохранения пространственных компонент импульса, уравнение сохранения энергии. Несущая среда описывалась как вязкий, сжимаемый, теплопроводный газ. Математическая модель межкомпонентного силового взаимодействия включает в себя силу Стокса, динамическую силу Архимеда, силу присоединенных масс, а также теплообмен между компонентами смеси. Система уравнений решалась при помощи явного конечно-разностного метода Мак-Кормака второго порядка точности с применением схемы расщепления по пространственным направлениям. Для получения монотонного решения к сеточной функции применялась схема коррекции численного решения позволявшая уменьшить локальные максимумы и увеличить локальные минимумы искомых функций – преодолеть численную осцилляцию. С помощью программного кода реализующего численный алгоритм решения уравнений математической модели исследовалось влияние дисперсности частиц на параметры газа при отражении ударной волны от поверхности в запылённой среде.
Скачивания
Литература
2. Кутушев, А. Г. Математическое моделирование волновых процессов в аэродисперсных и порошкообразных средах: монография / А. Г. Кутушев. – Санкт-Петербург : Недра, 2003. – 284 с.
3. Федоров, А. В. Волновые процессы в газовзвесях частиц металлов: монография / А. В. Федоров, В. М. Фомин, Т. А. Хмель. – Новосибирск, 2015. – 301 с.
4. Павлов, В. А. Детонационное горение водорода в сопле Лаваля в условиях разряженной атмосферы / В. А. Павлов, Ю. В. Ту-ник // Механика жидкости и газа. – 2012. – No 5. – С. 99–106.
5. Применение детонации водородновоз-душной смеси в устройствах для безыгольной инъекции / Голуб В. В. [и др.] // Теплофизика высоких температур. – 2013. – No 1. – С. 147–150.
6. Веревкин, А. А. Течение дисперсной примеси в сопле Лаваля и рабочей секции двухфазной гиперзвуковой ударной трубы / А. А. Веревкин, Ю. М. Циркунов // Прикладная механика и техническая физика. – 2008. – № 5. – С. 102–113.
7. Вараксин, Ю. А. Анализ механизмов осаждения твердых частиц на стенки каналов / Ю. А. Вараксин, М. В. Протасов, В. П. Яценко //Теплофизика высоких температур. – 2013. – № 5. –С. 738–746.
8. Садин, Д. В. TVD-схема для жестких задач волновой динамики гетерогенных сред негиперболического неконсервативного типа / Садин Д. В. // Журнал вычислительной математики и математической физики. – 2016. – № 12. – С. 2098–2109.
9. Глазинов, А. А. Численное исследование течения ультрадисперсных частиц оксида алюминия в сопле ракетного двигателя твердого топлива / А. А. Глазинов, Н. Н. Дьяченко, Л. И. Дьяченко // Теплофизика и аэромеханика. – 2013. – № 1. – С. 81–88.
10. Арефьев, К. Ю. Расчетное исследование особенностей дробления и испарения капель в газодинамических течениях с циклическими ударными волнами / К. Ю. Арефьев, А. В. Воронецкий, С. А. Сучков // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2015. – № 10. – С. 17–30.
11. Hishida, M. Fundamentals of rotating detonations / M. Hishida, T.Fujiwara, P. Wolanski// Shock Waves. – 2009. – No 1. – Р. 1–10.
12. Fletcher, C. A. Computation Techniques for Fluid Dynamics / C. A. Fletcher. – Berlin : Springer, 1988. – 502 p.
13. Ковеня, В. М. Применение метода расщепления в задачах аэродинамики / В. М. Ковеня, Г. А. Тарнавский, С. Г. Черный. – Новосибирск : Наука, 1990. – 247 с.
14. Тукмаков А. Л. Численное моделирование дрейфа твердых частиц при резонансных колебаниях газа в открытом канале / А. Л. Тукмаков // Акустический журнал. – 2009. – № 2. – С. 247–255.
15. Музафаров, И. Ф. Применение компактных разностных схем к исследованию нестационарных течений сжимаемого газа / И. Ф. Музафаров, С. В. Утюжников// Математическое моделирование. – 1993. – No 3. – С. 74–83.
16. Губайдуллин, Д. А. Численное исследование эволюции ударной волны в газовзвеси с учетом неравномерного распределения частиц / Д. А. Губайдуллин, Д. А. Тукмаков // Математическое моделирование. – 2014. – No 10. – С. 109–119.
17. Нигматулин Р. И. Ударно-волновой раздет газовзвесей / Р. И. Нигматулин, Д. А. Губайдуллин, Д. А. Тукмаков //Доклады академии наук. – 2016. – № 4. – С. 418–421.
18. Ударные волны при разлете сжатого объема газовзвеси твёрдых частиц / Б. Е. Гель фанд [и др.] // Доклады АН СССР. – 1985. – № 5. – С. 1113–1116.
19. Овсянников, Л. В. Лекции по основам газовой динамики / Л. В. Овсянников. – Москва : Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2003. – 336 с.
- Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
