Рис. 5. Распределение числа Стантона:
режим течения 2; высота полета 75 км; число Маха М= 23,89;
•
— данные по методу
работы [2];
N
— неравновесный расчет;
— расчет по модели совершенного газа
(см. рис. 5) отличия тепловых потоков незначительны (до 5%) вслед-
ствие близости режима к “замороженному” и, соответственно, малости
концентраций химических компонентов в пристеночной области удар-
ного слоя. На рис. 4, 5 также приводятся сравнения числа Стантона с
результатами, полученными по методу работы [2]. Наблюдается хо-
рошее согласование неравновесных расчетов (отличия не превышают
5%), выполненных по предложенному численному методу и методу
автора работы [2].
Характерной особенностью неравновесных режимов течения явля-
ется наличие явно выраженной “ложки”, в отличие от модели совер-
шенного газа, когда данная “ложка” отсутствует [4]. Тепловой поток
для неравновесного течения оказывается на 20% меньше теплового
потока, рассчитанного без учета реальных свойств газа.
На рис. 6–11 приведены безразмерные концентрации компонентов
смеси
η
i
, плотность и температура поперек ударного слоя для сечения,
находящегося на расстоянии от носка, равном 10 калибрам. Качествен-
ное согласование позволяет судить о правильности расчета химиче-
ских концентраций в структуре ударного слоя. Количественные отли-
чия рассматриваемых параметров обусловлены, скорее всего, разными
моделями химических реакций сравниваемых методик, включающих в
себя константы скоростей химических реакций и граничные условия.
При этом отмечается хорошее согласование концентраций (атомар-
ный кислород), достигших сравнительно больших величин. Несколько
большее различие наблюдается в концентрациях компонентов, вели-
чины которых малы. Для сравнения приведены концентрации, рассчи-
танные с применением грубой и подробной сеток. Первая расчетная
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2006. № 1
91
