Введение
1. Обзор литературы 12
1.1. Введение 12
1.2. Математическое моделирование непрерывной детонации 20
1.3. Экспериментальные исследования непрерывной детонации 31
1.4. Основные выводы к Главе 1 71
2. Математическая модель течения 73
2.1. Физико-математическая модель турбулентного двухфазного реагирующего течения 73
2.1.1. Уравнения сохранения для контрольного объема 73
2.1.2. Усредненные уравнения сохранения 74
2.1.3. Модель турбулентности 76
2.1.4. Турбулентный перенос 76
2.1.5. K- модель турбулентности 77
2.1.6. Граничные условия 79
2.1.7. Численное решение усредненных уравнений течения 80
2.1.8. Физико-математическая модель двухфазного течения 80
2.1.9. Подмодель прогрева и испарения капли 82
2.1.10. Подмодель дробления капель WAVE 84
2.2. Моделирование химических реакций окисления топлива 85
2.2.1. Введение 85
2.2.2. Алгоритм метода частиц 87
2.2.3. Реализация метода частиц 90
2.3. Глобальные кинетические механизмы 91
2.3.1. Кинетика окисления водорода 91
2.3.2. Кинетика окисления метана 92
2.4. Основные выводы к Главе 2 95
3. Расчетные и экспериментальные исследования непрерывно детонационного горения в ракетных двигателях 97
3.1. Введение 97
3.2. Камеры сгорания и экспериментальный стенд 101
3.3. Математическое моделирование рабочего процесса и тяговых характеристик ракетного двигателя, работающего на смеси природный газ – кислород 107
3.4. Экспериментальные исследования и оценка тяговых характеристик непрерывно-детонационного ракетного двигателя, работающего на смеси водород-кислород 116
3.5. Экспериментальные исследования и оценка тяговых характеристик непрерывно-детонационного ракетного двигателя, работающего на смеси природный газ -кислород 126
3.5.1. Введение 126
3.5.2. Результаты испытаний для смеси газообразных природного газа и кислорода. 127
3.5.3. Результаты испытаний для смеси сжиженного природного газа и кислорода. 139
3.5.4. Выводы 142
3.6. Основные выводы к Главе 3 143
4. Расчетные и экспериментальные исследования непрерывно детонационного горения топливно-воздушных смесей . 145
4.1. Математическое моделирование рабочего процесса и тяговых характеристик водородно-воздушной детонационной камеры сгорания ИГиЛ СО РАН 145
4.1.1. Введение 145
4.1.2. Постановка задачи 145
4.1.3. Результаты расчетов 148
4.1.4. Выводы 160
4.2. Математическое моделирование рабочего процесса водородно воздушной непрерывно-детонационной камеры сгорания с повышением полного давления 160
4.2.1. Введение 160
4.2.2. Постановка задачи 161
4.2.3. Результаты расчетов 162
4.2.4. Выводы 166
4.3. Камера сгорания ИХФ РАН 166
4.3.1. Экспериментальный стенд 166
4.3.2. Камера сгорания КНД400 168
4.3.3. Система регистрации 171
4.4. Математическое моделирование рабочего процесса и тяговых характеристик водородно-воздушной непрерывно-детонационной камеры сгорания ИХФ РАН 178
4.4.1. Введение 178
4.4.2. Постановка задачи 178
4.4.3. Сравнение с экспериментом 180
4.4.4. Исследование влияния геометрии камеры сгорания и состава смеси на тяговые характеристики 183
4.4.5. Выводы 189
4.5. Экспериментальные исследования водородно-воздушной непрерывно детонационной камеры сгорания 190
4.5.1. Результаты экспериментов для НДКС со смесителем А 190
4.5.2. Измерения тяги 199
4.5.3. Результаты экспериментов со смесителем Б 202
4.5.4. Выводы 209
2 4.6. Результаты экспериментов водород-жидкий пропан-воздух 210
4.7. Основные выводы к Главе 4 215
5. Расчетные и экспериментальные исследования непрерывно детонационного прямоточного воздушно-реактивного двигателя . 218
5.1. Численное проектирование облика детонационного прямоточного воздушно-реактивного двигателя. 218
5.1.1. Введение 218
5.1.2. Постановка задачи 218
5.1.3. Результаты расчетов 221
5.1.4. Тяговые характеристики: определения 222
5.1.5. Влияние конфигурации двигателя 226
5.1.6. Влияние расчетной сетки 228
5.1.7. Влияние конечного времени смешения 232
5.1.8. Выводы 236
5.2. Экспериментальные исследования рабочего процесса и тяговых характеристик непрерывно-детонационного прямоточного воздушно реактивного двигателя в аэродинамической трубе «Транзит-М» 237
5.2.1. Введение 237
5.2.2. Описание установки 238
5.2.3. Результаты испытаний 244
5.2.4. Выводы 255
5.3. Экспериментальные исследования рабочего процесса и тяговых характеристик непрерывно-детонационного прямоточного воздушно реактивного двигателя в аэродинамической трубе АТ-303 256
5.3.1. Введение 256
5.3.2. Описание установки 256
5.3.3. Результаты испытаний 259
5.3.4. Выводы 265
5.4. Основные выводы к Главе 5 266
Основные результаты и выводы 268
Список сокращений 270
Список литературы 271
