Вышедшие номера
Влияние колебательной релаксации на развитие возмущений в ударном слое на пластине
Кириловский С.В., Маслов А.А., Поплавская Т.В., Цырюльников И.С.1,2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
Email: popla@itam.nsc.ru
Поступила в редакцию: 21 февраля 2014 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2015 г.

Проведено расчетно-экспериментальное исследование влияния возбуждения колебательных степеней свободы молекул на среднее течение и развитие возмущений в гиперзвуковом (M=6-14) вязком ударном слое на пластине, обтекаемой потоками воздуха, углекислого газа и их смесей при высоких температурах торможения (2000-3000 K). Эксперименты по измерению характеристик среднего течения и пульсаций давления на поверхности пластины проведены в импульсной аэродинамической трубе ИТ-302М ИТПМ СО РАН. Численное моделирование производилось в рамках модели термически совершенного газа с помощью пакета ANSYS Fluent на базе решения нестационарных двумерных уравнений Навье-Стокса. Введение в расчетную область возмущений внешнего потока в виде плоских монохроматических акустических волн проводилось с помощью встраиваемых в расчетный код модулей UDF. Показано, что возбуждение колебательных степеней свободы молекул углекислого газа значительно влияет на положение головной ударной волны и приводит к увеличению интенсивности возмущений по сравнению с воздухом, в котором при таких же параметрах набегающего потока доля колебательно возбужденных молекул мала. Влияние возбуждения колебательных степеней свободы исследовано как для равновесного случая, так и для случая колебательно неравновесного газа. Для моделирования неравновесности колебательных степеней свободы использовалась двухтемпературная модель релаксационных течений, где изменение колебательной энергии от времени моделируется уравнением Ландау-Теллера с учетом конечного времени энергообмена между колебательными и поступательно-вращательными степенями свободы молекул. Показано, что колебательная неравновесность оказывает демпфирующее влияние на развитие возмущений.
  1. Осипов А.И., Уваров А.В. // УФН. 1992. Т. 162. N 11. С. 1--42.
  2. Тирский Г.А. / Сб. "Современные газодинамические и физико-химические модели гиперзвуковой аэродинамики и теплообмена" / Под ред. акад. Л.И. Седова. Часть I. М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 9--43
  3. Ступоченко Е.В., Лосев С.А., Осипов А.И. Релаксационные процессы в ударных волнах. М.: Наука, 1965. 484 с
  4. Афонина Н.Е., Громов В.Г. // Аэромеханика и газовая динамика. 2001. N 2. С. 35--47
  5. Лунев В.В. Течение реальных газов с большими скоростями. М.: Физматлит, 2007. 652 с
  6. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматлит, 2008. 759 с
  7. Шевелев Ю.Д., Сызранова Н.Г. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2007. Т. 5. URL: http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2007-12-17-001.pdf
  8. Голомазов М.М. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. Т. 6. URL: http://www.chemphys. edu.ru/pdf/2008-10-23-0021.pdf
  9. Кустова Е.В., Нагнибеда Е.А., Шевелев Ю.Д., Сызранова Н.Г. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. Т. 6. URL: http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-04-04-001.pdf
  10. Viviani A., Pezzella G. / Numerical. Simulations-Examples and Applications in Computational Fluid Dynamics. In Tech. 2012. P. 123--154
  11. Mack L.M. // AIAA J. 1975. Vol. 13. N 3. P. 278--289
  12. Mironov S.G., Maslov A.A. // J. Fluid Mech. 2000. Vol. 412. P. 259--277
  13. Bountin D., Shiplyuk A., Maslov A. // J. Fluid Mech. 2008. Vol. 611. P. 427--442
  14. Маслов А.А., Поплавская Т.В., Цырюльников И.С. // Изв. РАН. МЖГ. 2010. N 4. С. 43--50
  15. Hornung H.G., Adam P.H., Germain P., Fujii K., Rasheed A. // Proc. of the 9-=SUP=-th-=/SUP=- Asian Congress of Fluid Mechanics. Isfahan, Iran, 2002. 12 p
  16. Germain P., Hornung H.G. // Exp. Fluids. 1997. Vol. 22. P. 183--190
  17. Adam P., Hornung H.G. // J. Spacecraft Rockets. 1997. Vol. 34. N 5. P. 614--619
  18. Malik M.R., Anderson J.D. // Phys. Fluids A. 1991. Vol. 3. N 5. P. 803--821
  19. Hadson M.L., Chockani N., Candler G.V. // AIAA J. 1997. Vol. 35, N 6. P. 958--964
  20. Johnson H.B., Seipp T., Candler G.V. // Phys. Fluids. 1998. Vol. 10. N 10. P. 2676--2685
  21. Bertolotti F.P. // J. Fluid Mech. 1998. Vol. 372. P. 93--118
  22. Fujii K., Hornung H.G. // AIAA J. 2003. Vol. 41. N 7. P. 1282--1291
  23. Massa L. // J. Fluid Mech. 2014. Vol. 757. P. 403--431
  24. Leyva I.A., Laurence S., Beierholm W.-K., Hornung H.G. // AIAA. 2009. P. 1287
  25. Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. Устойчивость течений релаксирующих молекулярных газов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. 227 с
  26. Anderson J.D. Hypersonic and high temperature gas dynamics. NY: McGraw-Hill, 1989. 702 p
  27. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин Л.А. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры. М.: Наука, 1980. 512 с
  28. Лосев С.А. Газодинамические лазеры. М.: Наука, 1971. 227 с
  29. Шварц Р.Н., Славский З.И., Герцфельд К.Ф. Газодинамика и теплообмен при наличии химических реакций. М.: Наука. 1962. С. 399--420
  30. Физико-химические процессы в газовой динамике / Под ред. Г.Г. Черного, С.А. Лосева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995. 350 с
  31. Гордиец Б.Ф., Жданок С.А. Неравновесная колебательная кинетика / Под ред. М. Капители. М.: Мир, 1989. С. 61--103
  32. Кириловский С.В., Поплавская Т.В., Цырюльников И.С. // Математическое моделирование. 2013. Т. 25. N 9. С. 32--42
  33. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 c
  34. Camac M. Fundamental Phenomena in Hypersonic Flow. Ithaka, NY: Cornell University Press, 1996. P. 195--218
  35. Громыко Ю.В., Маслов А.А., Сидоренко А.А., Поливанов П.А., Цырюльников И.С. // Вестник НГУ. Сер. Физика. 2011. Т. 6. Вып. 2. С. 10--16
  36. Егоров И.В., Судаков В.Г., Федоров А.В. // Изв. РАН. МЖГ. 2004. N 6. С. 33--44
  37. Егоров И.В., Судаков В.Г., Федоров А.В. // Изв. РАН. МЖГ. 2006. N 1. С. 42--53
  38. Zong X. // AIAA. 2000. P. 0531
  39. Ma Y., Zhong X. // AIAA. 2001. P. 0892
  40. Кудрявцев А.Н., Миронов С.Г., Поплавская Т.В., Цырюльников И.С. // ПМТФ. 2006. Т. 47, N 5. С. 3--15
  41. Maslov A.A., Mironov S.G., Kudryavtsev A.N., Poplavskaya T.V., Tsyryulnikov I.S. // J. Fluid Mech. 2010. Vol. 650. P. 81--118
  42. Laufer J. // Phys. Fluids. 1964. Vol. 7. N 8. P. 1191--1197
  43. Гапонов С.А., Маслов А.А. Развитие возмущений в сжимаемых потоках. Новосибирск: Наука, 1980. 144 c
  44. Maslov A.A., Kosinov A.D., Shevelkov S.G. // J. Fluid Mech. 1990. Vol. 219. P. 621--633.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.