ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ............................ 9
1.1. Существующие проекты летательных аппаратов на альтернативных видах топлива ......................................................................................................................... 9
1.2. Моделирование турбулентности ...................................................................... 11
1.2.1. Турбулентность как гидродинамическое явление ................................... 11
1.2.2. Осреднения Рейнольдса для турбулентного течения .............................. 14
1.2.3. Гипотеза Буссинеска ................................................................................... 19
1.2.4. Модель пути смешения Прандтля ............................................................. 21
1.2.5. Анализ существующих моделей турбулентности ................................... 22
ГЛАВА 2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОДХОДЫ РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ ................................................................................................................. 30
2.1. Исследования нестационарных процессов при течении газа ........................ 31
2.2. Исследования нестационарных процессов при течении жидкости. Валидация расчетной модели ...................................................................................................... 36
2.3. Выводы по разделу ............................................................................................. 45
ГЛАВА 3. ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ................................................................................................................ 46
3.1. Схема подачи топлива в камеру сгорания ....................................................... 46
3.2. Агрегат подачи ................................................................................................... 48
3.3. Математическая модель метановой топливной системы ............................... 50
3.3.1. Описание математической модели топливного бака с метаном ............ 52
3.3.2. Математическая модель топливных магистралей ................................... 62
3
3.3.3. Математическая модель учета нестационарной гидродинамики для подкачивающего насоса ....................................................................................... 68
3.4. Моделирование переходных процессов в топливных магистралях ............. 76
3.4.1. Учет теплофизических свойств теплоносителей ..................................... 76
3.4.2. Математическая модель расчета тепло-гидравлических характеристик нестационарных течений в криогенных магистралях ....................................... 80
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА МЕТАНОВОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ 83
4.1. Результаты исследования теплового состояния топливных баков различных конфигураций ............................................................................................................ 83
4.2. Результаты исследования теплового состояния метанового топливного бака в форме цилиндра с полусферическими торцевыми поверхностями совместного с топливными магистралями .................................................................................... 88
4.3. Результаты исследования параметров подкачивающего насоса, расположенного в расходном отсеке бака в форме цилиндра с полусферическими торцевыми поверхностями ....................................................................................... 92
4.4. Результаты исследования нестационарных процессов в топливных магистралях ................................................................................................................ 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 108
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................................................ 110
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................................. 112
