Торможение сверхзвукового потока в осесимметричном канале переменной формы

Abstract

Рассматривается задача о влиянии противодавления на структуру сверхзвукового потока в расширяющемся осесимметричном канале при его торможении. Прикладная направленность задачи определяется выбором рациональных параметров проточной части прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Результаты получены на основе численного решения двумерной осесимметричной системы уравнений Навье–Стокса. Проиллюстрирована последовательная перестройка структуры течения в составном канале (цилиндр – расширяющийся конус – цилиндр) при увеличении противодавления. При определенных значениях противодавления в расширяющемся коническом участке формируется пристеночная зона рециркуляционного течения и течение в составном канале становится подобным течению через цилиндрический канал при нулевом трении.

Розглядається задача про вплив протитиску на структуру надзвукового потоку, що розширюється в вісесиметричному каналі при його гальмуванні. Прикладна спрямованість задачи обумовлюється вибором раціональних параметрів проточної частини прямоточних повітряно-реактивних двигунів. Результати отримані на основі чисельного розв’язання двовимірної вісесиметричної системи рівнянь Нав’є–Стокса. Проілюстровано послідовну перебудову структури течії в складеному каналі (циліндр – конус, що розширюється – циліндр) при збільшенні протитиску. При певних значеннях протитиску в конічній ділянці, що розширюється, формується пристінна зона рециркуляційної течії і течія у складеному каналі стає подібною до течії через циліндричний канал при нульовому терті.

The problem of the effects of the backpressure on the supersonic flow pattern through divergent axisymmetric channel in its deceleration is examined. The applied directivity of the problem is characterized by selecting rational parameters of a passage of ramjets. The results are obtained on a basis of a numerical solution of the 2D system of the Navier-Stocks equations. The subsequent reconstruction of the flow pattern through constitutive channel (cylinder- divergent cone-cylinder) with an increased backpressure is illustrated. The near-wall zone of a recirculation flow is formed in certain values of the backpressure at a divergent conic section, and the flow through constitutive channel is similar to the flow through cylinder channel with zero friction.