Введение
ГЛАВА 1. Математическое описание течений реагирующего газа 34
1.1. Система уравнений Рейнольдса для течений реагирующего газа 34
1.2. Конвективный оператор и его математические свойства 37
1.3. Диффузионный оператор и его математические свойства 39
1.4. Источниковые члены и их математические свойства 44
1.5. Проблема корректной постановки краевой задачи для уравнений Эйлера, Навье-Стокса и Рейнольдса 47
1.6. Граничные условия на стенках с прилипанием потока 52
1.7. Модели химической кинетики и термодинамики 63
1.8. Модели турбулентности 69
1.9. Определение теплового эффекта и полнот сгорания 79
Выводы к Главе 1 90
ГЛАВА 2. Базовый численный метод для решения уравнений Рейнольдса с химическими реакциями 91
2.1. Общая формулировка численной схемы.
Принципы выбора аппроксимации уравнений Рейнольдса 91
2.2. Аппроксимация конвективных потоков 97
2.3. Аппроксимация диффузионных членов 105
2.4. Учет взаимодействия конвекции и диффузии 111
2.5. Структура шага по времени 115
2.6. Аппроксимация источниковых членов 118
2.7. Алгоритмы повышения устойчивости счета 120
Выводы к Главе 2 124
ГЛАВА 3. Технологии, повышающие эффективность моделирования и расширяющие область применимости 125
3.1. Технология дробного шага по времени 125
3.2. Граничное условие “закон стенки” 132
3.3. Алгоритм генерации турбулентности для “закона стенки” 144
3.4. Верификация технологии, повышающей эффективность численного моделирования течений в каналах 150
3.5. 2.5-мерное приближение для моделирования течений в каналах 156
3.6. Численная реализация и верификация 2.5-мерного приближения 163
3.7. Модели инжекции топлива и инициирования горения 169
Выводы к Главе 3 173
ГЛАВА 4. Модель течения в детонационной трубке с перфорированным отсеком 174
4.1. Импульсные детонационные двигатели 174
4.2. Экспериментальная модель ДТ-100 и ее испытания в ЦАГИ 183
4.3. Расчетно-теоретическая модель установки ДТ-100 186
4.4. Модель перетекания высоконапорного газа через перфорированные стенки 189
4.5. Исследования инициирования детонации 205
4.6. Расчеты прохождения детонации по трубке и их валидация 210
4.7. Улучшение характеристик устройства гашения 214
Выводы к Главе 4 217
ГЛАВА 5. Модель течения в однокамерном импульсном детонационном двигателе с перфорированным отсеком 218
5.1. Исходный вариант геометрии однокамерного ИДД.
Расчетно-теоретическая модель однокамерного ИДД 218
5.2. Анализ рабочего цикла однокамерного ИДД 224
5.3. Улучшение характеристик однокамерного ИДД на основе расчетов в “невязкой” постановке 231
5.4. Влияние вязкости на характеристики однокамерного ИДД 238
5.5. Улучшение характеристик однокамерного ИДД с учетом вязкости. 245
5.6. Анализ термодинамического цикла однокамерного ИДД 254
5.7. Анализ недостатков и перспектив однокамерных ИДД с перфорированным отсеком 260
Выводы к Главе 5 264
ГЛАВА 6. Модель течения в ПВРД с импульсной детонационной трубкой внутри 265
6.1. Расчетно-теоретическая модель ИДД схемы И.С.Симонова. Выбор геометрии модельного устройства. 265
6.2. Анализ развития течения за один период рабочего цикла 268
6.3. Дальнейшее улучшение характеристик ПВРД с импульсной трубкой 275
Выводы к Главе 6 279
ГЛАВА 7. Модель течения в высокоскоростной камере сгорания со ступенькой, работающей на углеводородном топливе 280
7.1. ПВРД для высокоскоростных ЛА и их испытания в ЦАГИ 280
7.2. Поиск модели для описания камеры со ступенькой 289
7.3. Механизм колебаний и срыва пламени 301
7.4. Учет двухстадийного воспламенения углеводородного топлива 306
7.5. Механизм изменения частоты колебаний 310
7.6. Влияние коэффициента избытка окислителя и теплообмена 317
7.7. Влияние моделей турбулентности и химической кинетики 326
Выводы к Главе 7 332
ГЛАВА 8. STRONG Модели течения в высокоскоростных камерах сгорания с расширяющимся участком,
работающих на углеводородном топливе STRONG 334
8.1. Высокоскоростные камеры с расширяющимся участком. Расчетно-теоретическая модель несимметричной камеры. 334
8.2. Различные режимы горения в несимметричной камере сгорания 338
8.3. Физический механизм колебаний 342 8.4. Физический механизм срыва горения 346
8.5. Анализ тепловыделения в несимметричной камере сгорания 350
8.6. Расчетно-теоретическая модель симметричной камеры сгорания
с расширяющимся участком 356
8.7. Выбор схемы подачи топлива в симметричной камере 361
Выводы к Главе 8 371
ГЛАВА 9. Модель течения в камере сгорания высокоскоростного гражданского самолета, работающей на водородном топливе 372
9.1. Обзор проекта HEXAFLY-INT.
Экспериментальная модель и ее испытания в ЦАГИ 372
9.2. Определение параметров в подогревателе АДТ Т-131 380
9.3. Расчетно-теоретическая модель камеры сгорания HEXAFLY-INT 386
9.4. Анализ структуры течения в модели камеры HEXAFLY-INT 390
9.5. Оптимизация схемы подачи водорода.
Сравнение 2.5-мерных и трехмерных расчетов 394
9.6. Экспериментальная валидация 2.5-мерного подхода 399
9.7. Режимы без самовоспламенения и режимы с колебаниями 403
Выводы к Главе 9 413
Заключение 414
Список использованных источников
