Параметрическое исследование теплового состояния конуса при обтекании сверхзвуковым воздушным потоком

Авторы: Мирошниченко С.А.
Опубликовано в выпуске: #5(46)/2020
DOI: 10.18698/2541-8009-2020-5-608
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Ключевые слова: конус, обтекание, сверхзвуковой поток, математическая модель, конвективный теплообмен, температура, тепловое состояние, угол атаки
Опубликовано: 26.05.2020

Работа посвящена математическому моделированию теплового состояния затупленного конуса при его обтекании сверхзвуковом воздушным потоком. Проведено параметрическое исследование при имитации полета на высоте H = 20 км со скоростью, равной 4M. Проанализировано тепловое состояние конуса при различных углах атаки в диапазоне от 0 до 10°. Исследовано распределение характерных зон теплообмена по поверхности конуса. На основе результатов моделирования получена соответствующая база расчетных данных. Результаты исследования могут быть использованы при оптимизации геометрической конфигурации и режимов полета высокоскоростных летательных аппаратов.

Литература

[1] Купрюхин А.А. Оптимизация тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов путем вариации каталитических и излучательных свойств материалов тепловой защиты. Автореф. дис. … канд. техн. наук. М., МАИ, 2010.

[2] Воронецкий А.В., Арефьев К.Ю., Гусев А.А. Анализ особенностей численного моделирования конвективных тепловых потоков RANS методами в задачах обтекания элементов конструкции высокоскоростных летательных аппаратов и их двигателей. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2017, № 1, с. 98–111. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/0236-3941-2017-1-98-111

[3] Арефьев К.Ю., Абрамов М.А., Мирошниченко С.А. и др. Параметрическое исследование конвективного теплообмена при обтекании затупленного конуса сверхзвуковым воздушным потоком. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, № 6. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-6-1886

[4] Рубцов Н.А., Синицын В.А. Исследование нестационарного радиационно-конвективного теплообмена при обтекании аблирующей пластины потоком излучающе-поглозающей и рассеивающей среды. ПМТФ, 2004, т. 45, № 3, с. 129–135.

[5] Усадский Д.Г., Карпенко А.Н., Фокин В.М. Экспериментальное определение теплопроизводительности нагревателя жидкого теплоносителя в стационарном тепловом режиме. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура, 2010, № 19, c. 108–111.

[6] ANSYS, программные продукты. cadfem-cis.ru: веб-сайт. URL: https://www.cadfem-cis.ru/products/ansys/ (дата обращения: 25.02.2020).

[7] Быков Л.В., Никитин П.В., Пашков О.А. Математическое моделирование процессов обтекания затупленного тела высокоскоростным потоком. Труды МАИ, 2014, № 78. URL: http://www.trudymai.ru/published.php?ID=53445&eng=N

[8] Лойцянский Л.Г. Механика жидкостей и газов. М., ГИФМЛ, 1960.

[9] Langtry R.B., Menter F.R. Correlation-based transition modeling for unstructured parallelized computational fluid dynamics codes. AIAA J., 2009, vol. 47, no. 12, pp. 2894–2906. DOI: https://doi.org/10.2514/1.42362

[10] Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. Линейная устойчивость сверхзвукового течения куэтта молекулярного газа в условиях вязкой стратификации и возбуждения колебательной моды. Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2017, № 1, с. 11–27.

[11] Зубченко А.С., ред. Марочник сталей и сплавов. М., Машиностроение, 2003.