В рамках статистического подхода, основанного на кинетическом уравнении для функции плотности вероятности распределения скорости и температуры частиц, построена континуальная модель, описывающая псевдотурбулентные течения дисперсной фазы. Введение функции плотности вероятности позволяет получить статистическое описание ансамбля частиц вместо динамического описания отдельных частиц на основе уравнений движения и теплопереноса типа Ланжевена. На основе уравнений для первых и вторых моментов дисперсной фазы проводится численное моделирование нестационарного течения газовзвеси, возникающего при взаимодействии ударной волны с облаком частиц. Основные уравнения имеют гиперболический тип, записываются в консервативной форме и решаются с использованием численного метода типа Годунова повышенного порядка точности. Обсуждается влияние двумерных эффектов на формирование ударно-волновой структуры течения и пространственно-временн´ые зависимости концентрации частиц и других параметров потока. A statistical approach based on the kinetic equation for the probability density function of the distribution of particle velocity and temperature is used to develop a continuum model describing pseudoturbulent flows of the dispersed phase. The introduction of the probability density function allows one to obtain a statistical description of an ensemble of particles instead of a dynamic description of individual particles based on Langevin equations of motion and heat transfer. The equations for the first and second moments of the dispersed phase are derived and the numerical simulation of the unsteady gas–particle flow arising due to the interaction of a shock wave with a cloud of particles is performed. The governing equations are of the hyperbolic type and are written in a conservative form. They are solved by a Godunov numerical method of high order of accuracy. Two-dimensional effects on the formation of the shock-wave structure of the gasparticle flow and distributions of particle concentration and other flow quantities in time and space are discussed.
Рассматриваются вопросы, связанные с реализацией и физико-математическим сопровождением вычислительных экспериментов по исследованию течений жидкости и газа, содержащих лагранжевые когерентные вихревые структуры. Обсуждаются методы и инструменты, предназначенные для визуализации вихревых течений, возникающих в различных практических приложениях. Приводятся примеры визуального представления решений ряда задач вихревой газовой динамики, полученных при помощи лагранжевых подходов к описанию течений жидкости и газа. Помимо традиционных подходов к визуализации вихревых течений, основанных на построении линий уровня различных характеристик потока, применяются фазовые траектории лагранжевых частиц, сечения Пуанкаре и метод локальных показателей Ляпунова. Some issues related to the implementation and physico-mathematical support of computational experiments on the study of fluid and gas flows containing Lagrangian coherent vortex structures are considered. Methods and tools designed to visualize the vortex flows arising in various practical applications are discussed. Examples of visual representation of solutions to gas dynamics problems computed with Lagrangian approaches to the description of fluid and gas flows are given. In addition to the traditional approaches to the visualization of vortex flows based on the construction of contour curves of various flow quantities, the phase trajectories of Lagrangian particles, the Poincare sections, and the local Lyapunov exponent method are applied.
Рассматриваются процессы, сопровождающие вдув сверхзвуковой струи газа в расширяющуюся часть сопла, применительно к созданию управляющих усилий в ракетных двигателях. Разрабатывается подход к многопараметрической оптимизации геометрической формы сопла и параметров вдува струи в сверхзвуковой поток, основанный на применении численной модели турбулентного течения вязкого сжимаемого газа. В качестве параметров оптимизации используются степень нерасчетности вдуваемой струи, угол наклона сопла вдува к оси основного сопла, удаление сопла вдува от критического сечения основного сопла и форма выходного сечения сопла вдува. Проводится сравнение результатов расчетов, полученных для различных конфигураций системы подвода вдуваемого газа. Делаются выводы о влиянии входных параметров задачи на коэффициент изменения тяги сопла. The processes accompanying the supersonic jet injection into the divergent part of a nozzle are considered for the creation of control forces in rocket engines. An approach to the multiparameter optimization of the nozzle's geometric shape and the parameters of jet injection into the supersonic flow based on the application of a numerical model of the turbulent flow of a viscous compressible gas is proposed. The optimization parameters include the pressure ratio in the injection flow and nozzle flow, the angle of inclination of the nozzle to the axis of the main nozzle, the distance from the injection nozzle to the critical section of the main nozzle, and the shape of the injection nozzle outlet section. The numerical results obtained for various configurations of the trust control system are compared. A number of conclusions concerning the effect of input parameters on the trust coefficient are made.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.