Дослідження взаємодій стрибок ущільнення – пограничний шар при надзвуковому обтіканні тривимірних конфігурацій

Автор(и)

  • Євген Миколайович Панов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-4885-2777
  • Антон Янович Карвацький Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-2421-4700
  • Сергій Володимирович Лелека Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-4372-9454
  • Тарас Валерійович Лазарєв Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-8260-1683
  • Анатолій Юрійович Педченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-5065-5003

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.50911

Ключові слова:

надзвуковий потік, пограничний шар, ударна хвиля, інтерференції конфігурацій, числовий аналіз

Анотація

Розглянуто сучасні можливості передових обчислюваних технологій для моделювання складного фізичного стану при надзвуковому обтіканні різних тривимірних конфігурацій. Проведено порівняльний аналіз результатів числового моделювання з експериментальними даними взаємодій ударної хвилі з пограничним турбулентним шаром за умови обтікання плоскої стінки та клиновидної надбудови, а також плоскої стінки і перпендикулярного газового струменю.

Біографії авторів

Євген Миколайович Панов, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

Антон Янович Карвацький, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

Сергій Володимирович Лелека, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Науково-дослідний центр «Ресурсозберігаючі технології»

Тарас Валерійович Лазарєв, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

Анатолій Юрійович Педченко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

Посилання

  1. Babinsky, H. (2011). Shock Wave–Boundary-Layer Interactions. New York: Cambridge University Press, 461.
  2. Zheltovodov, A. A. (2012). Zakonomernosti razvitiya i vozmozhnosti chislennogo modelirovaniya sverhzvukovyih turbulentnyiy otryivnyih techeniy. Aviatsionno-kosmicheskaya tehnika i tehnologiya, 5, 95–107.
  3. Zheltovodov, A. A. (1996). Shock waves/turbulent boundary-layer interactions: Fundamental studies and applications. AIAA, Fluid Dynamics Conferences. doi: 10.2514/6.1996-1977
  4. Zheltovodov, A. A. (1987). Osobennosti razvitiya otryivnyih techeniy v uglah szhatiya za volnami razrezheniya. Novosibirsk ITPM, 47.
  5. Zheltovodov, А. (1982). Regimes and properties of three-dimensional separation flows initiated by skewed compression shocks. J. Applied of Mechanics and Technical Physics, 23(3), 413–418. doi: 10.1007/bf00910085
  6. Schülein, E., Zheltovodov, A. A. (2001). Documentation of Experimental Data for Hypersonic 3-D Shock Waves/Turbulent Boundary Layer Interaction Flows. DLR, German Aerospace Center.
  7. Schülein, E. (2006). Skin Friction and Heat Flux Measurements in Shock/Boundary Layer Interaction Flows. AIAA Journal, 44(8), 1732-1741. doi: 10.2514/1.15110
  8. Panaras, A. G. (2004). Calculation of Flows Characterized by Extensive Crossflow Separation. AIAA Journal, 42 (12), 2474–2475. doi: 10.2514/1.12488
  9. Edwards, J. R., Chandra, S. (1996). Comparison of Eddy Viscosity-Transport Turbulence Models for Three-Dimensional Shock-Separated Flowfields. AIAA Journal, 34 (4), 756–763. doi: 10.2514/3.13137
  10. Fang, J., Yao, Y., Zheltovodov, A., Lu, L. (2015). Large-Eddy Simulation of a Three-Dimensional Hypersonic Shock Wave Turbulent Boundary Layer Interaction of a Single-Fin. 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi: 10.2514/6.2015-1062
  11. Spaid, F. W., Zukoski, E. E. (1968). A Study of the Interaction of Gaseous Jets from Transverse lots with Supersonic External Flows. AIAA Journal, 6 (2), 205–212. doi: 10.2514/3.4479
  12. Zukoski, E. E., Spaid, F. W. (1964). Secondary Injection of Gases into a Supersonic Flow. AIAA Journal, 2 (10), 1689–1696. doi: 10.2514/3.2653
  13. Chenault, C. F., Beran, P. S., Bowersox, R. D. W. (1999). Numerical Investigation of Supersonic Injection Using a Reynolds-Stress Turbulence Model. AIAA Journal, 37 (10), 1257–1269. doi: 10.2514/2.594
  14. Santiago, J. G., Dutton, J. C. (1997). Crossflow Vortices of a Jet Injected into a Supersonic Crossflow. AIAA Journal, 35 (5), 915–917. doi: 10.2514/2.7468
  15. Glagolev, A., Zubkov, A., Panov, Y. (1967). Supersonic flow past a gas jet obstacle emerging from a plate. Fluid Dynamics, 2 (3), 60–64. doi: 10.1007/bf01027359
  16. Erdem, E., Kontis, K. (2010). Experimental and numerical predictions for transverse injection flows. Journal of Shock Waves, 20 (2), 103–118. doi: 10.1007/s00193-010-0247-1
  17. Erdem, E., Kontis, K., Saravanan, S. (2014). Penetration Characteristics of Air, Carbon Dioxide and Helium Transverse Sonic Jets in Mach 5 Cross Flow. Sensors, 14 (12), 23462–23489 doi: 10.3390/s141223462
  18. Dhinagaran, R., Bose, T. K. (1998). Numerical Simulation of Two-Dimensional Transverse Gas Injection into Supersonic External Flows. AIAA Journal, 36 (3), 486–488. doi: 10.2514/2.393
  19. Srinivasan, R., Bowersox, R. D. W. (2005). Characterization of Flow Structures and Turbulence in Hypersonic Jet Interaction Flowfields. 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. doi: 10.2514/6.2005-895
  20. Rizzetta, D. P. (1992). Numerical Simulation of Slot Injection into a Turbulent Supersonic Stream. AIAA Journal, 30 (10), 2434–2439. doi: 10.2514/3.11244
  21. Kawai, S., Lele, S. K. (2010). Large-eddy simulation of jet mixing in supersonic crossflows. AIAA Journal, 48 (9), 2063–2083. doi: 10.2514/1.J050282
  22. Won, S., Jeung, I., Choi, J. Y. (2006). DES Study of Transverse Jet Injection into Supersonic Cross Flows. 44rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. doi: 10.2514/6.2006-1227
  23. Sriram, A. T. Mathew, J. (2008). Numerical simulation of transverse injection of circular jets into turbulent supersonic streams. Journal of Propulsion and Power, 24 (1), 45–54. doi: 10.2514/1.26884
  24. Poinsot, T. (2005) Theoretical and numerical combustion. Philadelphia : Edwards, 522.
  25. Jones, W. P. (1972). The prediction of laminarization with a 2-equation model of turbulence. International Journal of Heat and Mass Transfer, 15 (2), 301–314. doi: 10.1016/0017-9310(72)90076-2
  26. Wilcox, D. C. (1993). Turbulence Modeling for CFD. California : DCW Industries, Inc, 460.
  27. Menter, F. R. (1994). Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal, 32 (8), 1598–1605. doi: 10.2514/3.12149
  28. Panaras, A. G. (2015) Turbulence Modeling of Flows with Extensive Crossflow Separation. Aerospace, 2 (3), 461–481. doi: 10.3390/aerospace2030461
  29. Menter, F. (2003). Ten Years of Experience with the SST Turbulence Model. Turbulence, Heat and Mass Transfer, 4, 625–632.
  30. Karvatskii, A. Ya. (2015). Suchasnyy stan problemy teoretychnoho doslidzhennya nadzvukovoho obtikannya til za riznykh konfihuratsiy. Khimichna inzheneriya, ekolohiya ta resursozberezhennya, 1, 5–12.
  31. OpenFOAM. The Open Source CFD Toolbox. http://www.openfoam.org
  32. Panov, Ye. M., Karvatskii, A. Ya., Pedchenko, A. Yu., Pulinets, I. V., Lazariev, T. V. (2015). Chyslove modelyuvannya obtikannya profilyu kryla nadzvukovym potokom z vykorystannyam prohramnoho kodu OpenFOAM. Aviatsiyno-kosmichna tekhnika i tekhnolohiya, 2, 69–78.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-10-23

Як цитувати

Панов, Є. М., Карвацький, А. Я., Лелека, С. В., Лазарєв, Т. В., & Педченко, А. Ю. (2015). Дослідження взаємодій стрибок ущільнення – пограничний шар при надзвуковому обтіканні тривимірних конфігурацій. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4(77), 4–11. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.50911

Номер

Том 5 № 4(77) (2015): Математика та кібернетика - прикладні аспекти

Розділ

Математика та кібернетика - прикладні аспекти

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Евгений Николаевич Панов, Антон Янович Карвацький, Сергій Володимирович Лелека, Тарас Валерійович Лазарєв, Анатолій Юрійович Педченко

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.