Расчетно-экспериментальное исследование структуры гиперзвукового потока в плоском канале сложной конфигурации

1 / 18

АЭРОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ
ТЕПЛООБМЕНА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ
АППАРАТОВ
УДК 533.6.011.8
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СТРУКТУРЫ ГИПЕРЗВУКОВОГО ПОТОКА
В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ
М.А. Котов, И.А. Крюков, Л.Б. Рулева,
С.И. Солодовников, С.Т. Суржиков
ИПМех РАН им. Ю.А. Ишлинского, Москва, Российская Федерация
e-mail: ; ;
;
Выполнено экспериментальное и численное исследование структуры сверх-
звукового течения в плоском канале сложной геометрии, моделирующей воз-
духозаборную и проточную части гиперзвукового прямоточного воздушно-
реактивного двигателя. Приведено подробное описание используемой экспери-
ментальной установки. Воздушные потоки с числами Маха 7 и 4,5 исследованы
с использованием высокоскоростных цифровых видеокамер для случаев течения
в плоском канале, образованном острыми и затупленными клиньями. Внутрен-
няя поверхность плоского канала гладкая или имела трапециевидные каверны,
имитирующие стабилизаторы пламени в камере сгорания гиперзвукового пря-
моточного воздушно-реактивного двигателя. Численное моделирование изуча-
емого течения было выполнено с использованием компьютерной программы
(кода), интегрирующей систему уравнений Навье – Стокса. Сравнение экспери-
ментальных данных с результатами вычислений показывает, что численное
моделирование позволяет адекватно описать структуру потока, наблюдае-
мого в эксперименте. Численные и экспериментальные результаты наглядно
демонстрируют структуру поля сверхзвукового течения в каналах сложной
геометрии. Одновременное проведение расчетных и экспериментальных ис-
следований позволяет повысить достоверность получаемых аэродинамических
данных.
Ключевые слова: аэродинамическая ударная труба, экспериментальное исследо-
вание, гиперзвуковые течения, математическое моделирование ударно-волнового
взаимодействия, уравнения газовой динамики, сжимаемые уравнения Навье –
Стокса, метод контрольного объема.
CALCULATED AND EXPERIMENTAL RESEARCH
OF HYPERSONIC FLOW STRUCTURE IN FLAT CHANNEL
OF COMPLICATED CONFIGURATION
М.А. Kotov, I.А. Kryukov, L.B. Ruleva,
S.I. Solodovnikov, S.T. Surzhikov
Institute for Problems in Mechanics of RAS,
Moscow, Russian Federation
e-mail: ; ;
;
Experimental and numerical investigation was performed for supersonic flow
structure in a flat channel of complicated shape to simulate air-intake and flow
paths of hypersonic ramjet. Detailed description of used test bench is presented. Air
4 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 1