TY - JOUR

T1 - Экспериментальное и численное моделирование истечения сверхзвуковых струй в разреженную среду. Часть 1: течения без влияния конденсации

AU - Зарвин, Александр Евгеньевич

AU - Дубровин, Кирилл Алексеевич

AU - Ярков, Лев Владимирович

AU - Бондарь, Евгений Александрович

AU - Зайцев, Александр Васильевич

AU - Каляда, Валерий Владимирович

AU - Яскин, Александр Сергеевич

N1 - Экспериментальное и численное моделирование истечения сверхзвуковых струй в разреженную среду. Часть 1: Течения без влияния конденсации / А.Е. Зарвин, К.А. Дубровин, Л.В. Ярков [и др.] // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. – 2024. – Т. 25. - № 2. – С. 30-49. Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 22-19-00750). Численное моделирование выполнено с использованием ресурсов центра коллективного пользования «Механика» Института теоретической и прикладной механики СО РАН. Экспериментальные результаты получены на оборудовании Центра коллективного пользования «Прикладная физика» Новосибирского государственного университета.

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Настоящая работа представляет собой первую часть исследования, направленного на развитие методов экспериментального и численного моделирования струй в условиях существенного влияния эффектов разреженности. Для проведения экспериментальных измерений параметров течения в струях, истекающих в вакуум или сильно разреженное пространство, на современном газодинамическом комплексе ЛЭМПУС-2 использован метод электронно-пучковой диагностики (ЭПД), включающий размерную визуализацию потоков и измерения абсолютных значений локальной плотности потока. Для численного моделирования стационарной осесимметричной струи, истекающей через звуковое сопло в разреженное пространство, использован гибридный подход: параметры газа в области плотного течения определяются с использованием решения уравнений Навье-Стокса, а в разреженной - на основе метода прямого статистического моделирования. Сравнение экспериментальных и численных методов моделирования выполнено для задачи истечения струи азота в разреженную среду для условий, когда влияние конденсации несущественно. В работе представлено сравнение результатов численных расчетов и экспериментов в одинаковых условиях между собой и с известными теоретическими данными. Хорошее совпадение результатов подтверждает высокую предсказательную способность используемых методов для условий истечения неконденсирующегося газа из звуковых сопел в разреженное пространство.

AB - Настоящая работа представляет собой первую часть исследования, направленного на развитие методов экспериментального и численного моделирования струй в условиях существенного влияния эффектов разреженности. Для проведения экспериментальных измерений параметров течения в струях, истекающих в вакуум или сильно разреженное пространство, на современном газодинамическом комплексе ЛЭМПУС-2 использован метод электронно-пучковой диагностики (ЭПД), включающий размерную визуализацию потоков и измерения абсолютных значений локальной плотности потока. Для численного моделирования стационарной осесимметричной струи, истекающей через звуковое сопло в разреженное пространство, использован гибридный подход: параметры газа в области плотного течения определяются с использованием решения уравнений Навье-Стокса, а в разреженной - на основе метода прямого статистического моделирования. Сравнение экспериментальных и численных методов моделирования выполнено для задачи истечения струи азота в разреженную среду для условий, когда влияние конденсации несущественно. В работе представлено сравнение результатов численных расчетов и экспериментов в одинаковых условиях между собой и с известными теоретическими данными. Хорошее совпадение результатов подтверждает высокую предсказательную способность используемых методов для условий истечения неконденсирующегося газа из звуковых сопел в разреженное пространство.

KW - ДИНАМИКА РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ

KW - ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

KW - ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВАЯ ДИАГНОСТИКА

KW - ЗВУКОВОЕ СОПЛО

KW - ПЛОТНОСТЬ РАЗРЕЖЕННОГО ГАЗА

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=67945613

U2 - 10.33257/PhChGD.25.2.1097

DO - 10.33257/PhChGD.25.2.1097

M3 - статья

VL - 25

SP - 30

EP - 49

JO - Физико-химическая кинетика в газовой динамике

JF - Физико-химическая кинетика в газовой динамике

SN - 1991-6396

IS - 2

M1 - 2

ER -