5 / 14
А.В. Воронецкий, К.Ю. Арефьев, А.А. Гусев
102
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
лоемкость
C
p
и показатель адиабаты
k
в интервале исследуемых температур
принимаются постоянными и равными
C
p
= 1050 Дж/(кг
∙ K) и
k
= 1,4 соответ-
ственно, что объясняется их слабым изменением.
Граничные условия и расчетные схемы.
Задачи решались с помощью
прикладных программных комплексов. Особенности каждой задачи формали-
зуются за счет использования соответствующих граничных условий. Введем
следующую классификацию рассматриваемых задач:
моделирование дозвукового течения сжимаемого газа в осесимметрич-
ном канале — задача № 1;
моделирование сверхзвукового обтекания сжимаемым газом пластины —
задача № 2;
моделирование трансзвукового течения сжимаемого газа в осесиммет-
ричном канале — задача № 3.
Решение задачи № 1 выполнено в стационарной трехмерной постановке с
помощью приложения CFX 14.0 ПК ANSYS. Для уменьшения числа ячеек рас-
четная область представлена в виде сектора канала с углом 6°. Для численного
моделирования используется расчетная схема и структурированная сетка, изоб-
раженные на рис. 2. Рассматривается канал с относительным удлинением
L
/
d
= 50 (
L
— длина канала,
d —
его диаметр). При решении задачи используют-
ся следующие граничные условия. На левой границе расчетной области задают-
ся массовый расход газа
m
вх
, температура
T
1
и давление
p
1
, на правой границе —
условие постоянства массового расхода. Стенка канала принимается гладкой и
имеет постоянную температуру
T
w
.
Рис. 2.
Расчетная схема (
а
) и структурированная сетка в продольном (
б
)
и поперечном (
в
) сечениях для задачи № 1
Задача № 2 рассматривается в стационарной квазидвухмерной постановке и
моделируется при помощи приложения CFX 14.0 ПК ANSYS. При квазидвух-
мерном подходе предполагается, что расчетная область имеет толщину в одну
ячейку. Данная постановка задачи обусловлена спецификой используемого ПК.
Расчетная схема и структурированная сетка для задачи № 2 изображены на
рис. 3. На левой границе расчетной области заданы число Маха M, температура