Результаты расчета. В двух численных экспериментах использовались геометрические параметры расчетной

В двух численных экспериментах использовались геометрические параметры расчетной зоны, приведенные в таблицt 7.1, а в таблице 7.1 – параметры газового потока гексафторида урана.

Таблица 7.1

Параметры расчетной области при обтекании прямоугольного выступа эйлеровым газом

№ эксперимента	, м	, м	, м	, м	, м	, м	, м
		1,5	0,03	0,05	0,45	0,75	0,6
		1,5	0,025	0,05	0,375	0,75	2,5

Таблица 4.2

Параметры газа при обтекании прямоугольного выступа эйлеровым газом

№ эксперимента	, Па	, м/с	, кг/м^3	, К	, кг/моль
			0,188		0,352
		200 ( 2)	0,188		0,352

На рис. 7.29 приведено полученное в численном эксперименте № 1 поле скоростей, а на рис. 7.30 – поле давления. При обтекании выступа эйлеровым газом при заданных условиях образуется две зоны циркуляции: сверху над выступом и справа от выступа. На рис. 7.30 можно видеть, что в тех местах, где возникают зоны циркуляции потока (рис. 7.29), давление заметно уменьшается. И напротив, слева от выступа, где поток набегающего газа «упирается» в стенку, давление возрастает.

В увеличенном масштабе эти зоны вихревого движения изображены над выступом на рис. 7.31, а за выступом на рис.7.32. Как видно на рис. 7.31, в отсутствии сил вязкости вблизи твердой стенки над выступом поток гексафторида урана циркулирует в двух вихрях: по набегающему потоку в передней части по часовой стрелке и против направления набегающего потока в задней части против часовой стрелки, в которую наблюдается заброс среды из глобального вихря за выступом, как видно на рис. 7.31 и 7.32.

Рис. 7.29. Распределение скоростей индивидуальных частиц

в расчетной области (эксперимент № 1)

Рис. 7. 30. Распределение давления в расчетной области

(эксперимент № 1)

Рис. 7.31. Поле скоростей над верхней поверхностью выступа

(эксперимент № 1)

Рис. 7.32. Глобальный вихрь за выступом

При обтекании прямоугольного выступа сверхзвуковым потоком газа (эксперимент №2 в табл. 7.1, 7.2) образуется ударная волна перед выступом (рис 7.33 и 7.34). На рисунках видно, что перед пластинкой образуется ударная волна, давление в которой почти в 5 раз превышает давление в набегающем потоке, а за пластинкой образуется обширная разреженная зона, давление в которой в 1.5 раза меньше давления в набегающем потоке.

Рис. 7.33. Поле скоростей перед выступом (эксперимент № 2)

Рис. 7.34. Ударная волна в сверхзвуковом потоке идеального газа

при обтекании выступа (эксперимент № 2)

Таким образом, при обтекании выступа сверхзвуковым потоком идеального газа перед ним возникает ударная волна – скачок уплотнения плотности. Во фронтальной и кормовой областях поля течения возникает разность давлений, которая тем больше, чем выше скорость набегающего потока. Эта разность давлений является источником возрастания энтропии в сверхзвуковом потоке идеального газа.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред.- М.: Наука, 1984.

2. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики.- М.: Наука, 1977.

3. Самарский А.А. Теория разностных схем.- М.: Наука, 1977.

4. Бёрд Дж. Молекулярная газовая динамика.- М.: Мир, 1965.

5. Пирумов У.Г., Росляков Г.С. Численные методы газовой динамики.- М.: Высш. Шк., 1987.

6. Бабаков А.В. Численное моделирование некоторых задач аэрогидродинамики.-М.: ВЦ АН СССР, 1986, с. 56.

Дата добавления: 2015-08-03