Начальные условия.
В начальный момент времени (
t
= 0
) рас-
сматривается распределение скоростей, давлений, плотностей и тем-
пературы в расчетной области, соответствующее режиму установив-
шегося течения.
Условием окончания численного исследования является достиже-
ние заданного значения времени (
t
= 0
,
6
с).
Исходные данные.
Геометрические размеры расчетной области
соответствуют геометрическим параметрам проточной части рабочего
участка экспериментального стенда [19].
Давление на входе в расчетную область
p
0
= 1
,
135
·
10
5
Па; да-
вление на выходе из расчетной области
p
1
= 1
,
013
·
10
5
Па. Перепад
давления на модель составляет
Δ
p
= 0
,
122
·
10
5
Па (относительный пе-
репад давления на экспериментальный участок
β
= 0
,
892
). В качестве
рабочего тела рассматривался воздух. Вязкость воздуха принималась
постоянной:
μ
= 1
,
81
·
10
−
5
Па
·
с.
Решение.
Представленная система дифференциальных уравнений
(4)–(15) с граничными условиями (см. таблицу) решается с помощью
численного метода. Для получения дискретного аналога используется
метод контрольного объема. Методы составления дискретных анало-
гов и методы решения полученной системы алгебраических уравне-
ний приведены в работе [15]. Для расчета применялся программный
комплекс STAR-CD [21].
Расчет проводился с постоянным шагом по времени (
Δ
t
=
= 1
·
10
−
5
c), что составило для рассматриваемого временного ин-
тервала
6
·
10
4
шагов.
В результате численного исследования были получены распределе-
ния температур, давлений, скоростей и плотности в элементах проточ-
ной части рабочего участка экспериментального стенда в каждый мо-
мент времени. Также получены осциллограммы пульсаций давления в
области установки датчика давления для углов раскрытия диффузора
α
= 0
◦
. . .
30
◦
и степени раскрытия диффузоров
n
= 2
при перепа-
де давления на экспериментальном участке
β
= 0
,
892
с источником
возмущений в потоке (угловой или криволинейный подвод).
Осциллограммы пульсации давления дают возможность оценить
как частоты пульсаций давления (
f
, Гц), так и амплитуды пульсаций
давления (
Δ
p
, Па). В качестве примера результатов расчета на рис. 4
приведены поля распределения статических давлений, скоростей, тем-
ператур и плотностей в расчетной области, соответствующие момен-
ту времени 0,1 с. На рис. 5 представлена осциллограмма пульсации
давления
Δ
p
i
(
t
i
)
в точке мониторинга (поз.
1
, рис. 4,
а
) для вариан-
та расчетной области с криволинейным подводом, перфорированной
решеткой и диффузором с углом раскрытия
α
= 20
◦
.
12 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3
