ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И МЕТОДЫ
МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
УДК
534.222.2
Ю
.
И
.
Д и м и т р и е н к о
,
С
.
Г
.
И з о т о в а
,
С
.
Н
.
А н у ф р и е в
,
А
.
А
.
З а х а р о в
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ
ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ РДТТ НА ОСНОВЕ
МЕТОДА ГЕОМЕТРИЧЕСКИ
-
АДАПТИВНЫХ
СЕТОК
Разработан метод геометрически
-
адаптивных сеток для решения
трехмерных нестационарных задач течения продуктов сгорания в
соплах
.
На основе этого метода проведено численное моделирова
-
ние газодинамических процессов течения продуктов горения твер
-
дых топлив в камере сгорания типового ракетного двигателя
,
рабо
-
тающего на твердом топливе
.
Показано
,
что учет эффекта вязко
-
сти продуктов сгорания существенно влияет на параметры уста
-
новившегося режима течения в сопловом тракте
.
Большинство существующих методов решения задач нестационар
-
ной газовой динамики основано на использовании так называемых ре
-
гулярных прямоугольных сеток
[1– 4].
Однако для задач обтекания га
-
зовыми потоками поверхностей со сложной геометрической формой
эти методы становятся неэффективными
,
поскольку требуют чрезмер
-
ного сгущения сеток и приводят к появлению нефизических осцилля
-
ций
,
связанных с аппроксимацией границы регулярными участками
.
Более перспективными являются методы адаптивных сеток
[5–10],
в
которых ячейки сетки становятся криволинейными
, “
подстраиваясь
”
под форму границы рассматриваемой области
.
Алгоритмы введения та
-
ких адаптивных сеток могут быть различными
,
но все они основаны
на использовании специальных систем координат
.
В настоящей работе
предложен такой алгоритм для решения трехмерных нестационарных
задач течения продуктов сгорания в соплах
.
Математическая формулировка задачи
.
Рассмотрим сопловой
тракт ракетного двигателя на твердом топливе
(
РДТТ
),
состоящий из
камеры сгорания и соплового блока
,
разделенных в начальный момент
мембраной
,
расположенной в критическом сечении
(
рис
. 1);
мембра
-
на разрушается после того
,
как давление в камере сгорания достигает
определенного значения
.
Задача течения продуктов сгорания в сопловом тракте РДТТ
(
газ
предполагается линейно
-
вязким
,
теплопроводным
)
имеет вид
ISSN 1812-3368.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Естественные науки
”. 2005.
№
3
45
