Рис. 1. Модель течения газа в сопле с пря-
моугольным минимальным сечением:
а
— заслонка,
б
— разделяющая поверх-
ность тока,
в
— донная отрывная область,
г
— слой смешения,
д
— скачок уплотнения,
е
— область свободного сверхзвукового пото-
ка,
ж
— область сжатия за скачком уплотнения
персональных компьютерах
меньшей мощности являет-
ся применение метода вязко-
невязкого взаимодействия,
использующего численное
решение уравнений Эйлера
для невязкого потока и эмпи-
рические, полуэмпирические
или интегральные — для от-
рывной области и простран-
ственного скачка уплотнения.
Настоящая работа напра-
влена на создание прием-
лемой модели течения газа
в сопле с несимметричным
прямоугольным входом в осе-
симметричную сверхзвуковую часть. Несимметричный вход формиру-
ется в исходном квадратном минимальном сечении сопла фиксирован-
ным положением заслонки. В основу модели, схематически предста-
вленной на рис. 1, положено разбиение течения на характерные обла-
сти, разграниченные между собой разделяющей поверхностью тока
(РПТ) и скачком уплотнения: область свободного невязкого сверх-
звукового потока, диссипативную донную отрывную область, область
сжатия за скачком уплотнения.
Разделяющая поверхность тока представляет собой аналог разделя-
ющей линии тока в двумерном течении и ее положение определяется
из таких же условий “замыкания”, как и в моделях с разделяющей
линией тока.
Для расчета пространственных сверхзвуковых течений, как пра-
вило, применяется один из методов “сквозного счета”, что позволяет
значительно сократить время вычислений. Наиболее распространен-
ные методы "сквозного счета" используют конечно-разностную схему
Годунова [1]. По сравнению с методами второго порядка эта схема
имеет несколько меньшую точность, в то же время и существенные
преимущества. В первую очередь, к ним следует отнести монотон-
ность, что особенно важно для задач с внутренними разрывами те-
чения, положение и структура которых в расчетной области заранее
не известны. Схема Годунова в этом случае дает возможность полу-
чить не только удовлетворительную качественную картину течения, но
при достаточно густых вычислительных сетках и достоверную коли-
чественную информацию о потоке. Вторым преимуществом является
использование в расчете граничных условий двух типов — взаимо-
действие потоков с твердой стенкой и средой постоянного давления в
46 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 2
