Институт вычислительных технологий СО РАН Кафедра математического моделирования НГУ Кафедра вычислительных технологий НГТУ
Объединенный семинар
Информационно-вычислительные технологии
(численные методы механики сплошной среды)
основан в 1964 году академиком Н.Н. Яненко
Руководители: академик Ю.И. Шокин, профессор В.М. Ковеня

вторник
11 Февраль 2014
16:00
конференц-зал ИВТ СО РАН (к. 513)
проспект Академика Лаврентьева, 6
Кириловский С.В., д.ф.-м.н. Поплавская Т.В.
ИТПМ СО РАН (Новосибирск)
Влияние колебательной релаксации на развитие возмущений в ударном слое на пластине
В работе исследовано влияние возбуждения колебательных степеней свободы молекул на среднее течение и развитие возмущений в гиперзвуковом (M=6-12) вязком ударном слое на пластине, обтекаемой потоками воздуха, углекислого газа и их смесей при высоких температурах торможения (2000-3000К). Численное моделирование проводилось в рамках модели термически совершенного газа (теплоёмкость не постоянна и является функцией от температуры) с помощью пакета ANSYS Fluent на базе решения нестационарных двухмерных уравнений Навье-Стокса. В том случае, когда время релаксации колебательных степеней свободы молекул СО2 сопоставимо с характерным временем течения для моделирования неравновесности колебательных степеней свободы используется двухтемпературная модель релаксационных течений, где изменение колебательной энергии от времени моделируется уравнением Ландау-Теллера. С помощью UDS (User Defined Scalar) и UDF (User Defined Function), созданных пользователем и встраиваемых в расчётный код, производилось добавление к уравнениям Навье-Стокса уравнений сохранения энергий 4-х колебательных степеней свободы молекул углекислого газа и учёт конечного времени энергообмена между колебательными и поступательно-вращательными степенями свободы молекул. При решении нестационарной задачи о взаимодействии ВУС с возмущениями в виде плоских монохроматических акустических волн медленной и быстрой моды последние вводились в расчетную область также c помощью созданных UDF. Показано, что возбуждение колебательных степеней свободы молекул СО2 значительно влияет на положение головной ударной волны и приводит к увеличению интенсивности возмущений, при этом колебательная неравновесность оказывает демпфирующее влияние на развитие возмущений. Результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными, полученными в высокоэнтальпийной аэродинамической трубе ИТ-302М ИТПМ СО РАН. Проведено численное исследование влияния температуры торможения на характеристики пульсаций потока в ударном слое пластины, обтекаемой СО2, и показано, что возбуждение колебательных степеней свободы молекул СО2 приводит к дестабилизации течения.

Секретарь семинара: к.ф.-м.н. О.И. Гусев