ВВЕДЕНИЕ 3
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕЧЕНИЙ РЕАГИРУЮЩИХ СМЕСЕЙ ГАЗОВ 4
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ 13
3. РЕЗУЛЬТАТЫ 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 43
Данная выпускная квалификационная работа посвящена численному моделированию неравновесных течений воздуха в соплах. Эта тема исследований вызывает особый интерес научного сообщества, и существует большое количество установок для изучения аэродинамических нагрузок и теплопереноса, где можно найти скорости потока на выходе из сопла и другие параметры газа. К созданию подобных установок привела необходимость решения задач, связанных как с космическими программами (например, задачи о входе космических аппаратов в атмосферу планет), так и других задач, связанных с исследованием течений в установках с высокой энтальпией. Но неравновесные процессы, физические и химические, которые протекают в них, ещё недостаточно точно изучены.
Для построения кинетической теории многокомпонентных смесей реагирующих газов в условиях, далеких от равновесия, необходимы теоретические модели для колебательных и химических процессов, которые при высокой начальной температуре сильно влияют на макропараметры газа. Цель данной работы – это рассмотреть данные модели, проанализировать роль самих реакций и произвести выбор модели. Сама модель оценивается путем сравнения результатов ее численного моделирования с экспериментальными данными.
Работа состоит из введения, описания современного состояния исследований течений реагирующих смесей газов, математической модели, в которой описана решаемая система уравнений, полученных результатов, заключения и списка используемой литературы.
Подводя итог проделанной исследовательской работы, можно отметить, что все поставленные цели и задачи были выполнены в полной мере.
• В ходе работы была создана математическая модель колебательно-химической релаксации пространственно-однородной смеси N2/O2/NO/N/O.
• Была составлена программа для отслеживания изменения численного состава потока смеси газа по мере прохождения сопла, изменения макропараметров потока, таких как температура и скорость, а также изменения колебательных температур молекул.
• Проведены сравнения численных результатов с экспериментальными данными. Сравнение показало хорошее согласование результатов, что подтверждает обоснованность применения представленных моделей.
