Research of annular nozzle thrust in the turbulent outflow condition

V. A. Levin; Левин В. А.; N. E. Afonina; Афонина Н. Е.; A. N. Khmelevsky; Хмелевский А. Н.

doi:10.31857/S2686740025030089

Исследование тяги кольцевого сопла в турбулентном режиме истечения

Авторы: Левин В.А.¹^,2, Афонина Н.Е.¹, Хмелевский А.Н.¹
Учреждения:
1. Научно-исследовательский институт механики, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
2. Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук
Выпуск: Том 522, № 1 (2025)
Страницы: 51–57
Раздел: МЕХАНИКА
URL: https://kazanmedjournal.ru/2686-7400/article/view/689520
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740025030089
EDN: https://elibrary.ru/PVXUYI
ID: 689520

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты расчетов и измерений силы тяги в условиях турбулентных режимов истечения высокотемпературных продуктов сгорания из кольцевого сопла. Расчеты выполнены на основе осредненных по Фавру уравнений Навье–Стокса и приближения Буссинеска для описания процессов турбулентного переноса. Проведен анализ влияния формы выхлопного сопла кольцевого соплового устройства с внутренним дефлектором на величину развиваемой тяги. По результатам сравнения расчетных значений силы тяги сопла с соответствующими измеренными величинами выполнена валидация расчетной модели. Установлено, что в полости дефлектора устанавливается “стационарный” турбулентный режим течения с высокими значениями параметров турбулентного переноса.

Ключевые слова

модель турбулентности, тяга, кольцевое (выхлопное) сопло, численное исследование, измерения

Полный текст

Об авторах

В. А. Левин

Научно-исследовательский институт механики, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: afonina@imec.msu.ru

Академик РАН

Россия, Москва; Владивосток

Н. Е. Афонина

Научно-исследовательский институт механики, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: afonina@imec.msu.ru
Россия, Москва

А. Н. Хмелевский

Научно-исследовательский институт механики, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: afonina@imec.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

Levin V.A., Afonina N.E., Gromov V.G., Manuylovich I.S., Khmelevsky A.N., Markov V.V. Spectra signals of gas pressure pulsations in annular and linear dual slotted nozzles // Combustion Science and Technology. 2019. V. 191. № 2. P. 339–352. https://doi.org/10.1080/00102202.2018.1467405
Olsen M.E., Coakley T.J. The Lag Model, a Turbulence Model for Non Equilibrium Flows // 15th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference. 2001. AIAA 2001–2564. https://doi.org/10.2514/6.2001-2564
Wilcox D.C. Multiscale Model for Turbulent Flows // AIAA J. 1988. V. 26. № 11. P. 1311–1320. https://doi.org/10.2514/6.1986-29
Левин В.А., Афонина Н.Е., Громов В.Г., Хмелевский А.Н. Численное исследование течения в кольцевом сопле на основе турбулентной модели // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 503. № 1. С. 47–51. https://doi.org/10.31857/S2686740022020080I
Favre A. Equations des gaz turbulents compressibles. Pt 1: Formes generals // Journal de Mecanique. 1965. V. 4. № 3. P. 361–390.
Afonina N.E., Gromov V.G., Sakharov V.I. HIGHTEMP Technique for High Temperature Gas Flows Numerical Simulation // Proc. of the 5th European Symposium on Aerothermodynamics for Space Vehicles. Cologne, Germany. 8–11 November 2004. SP-563, February 2005. P. 323–328.
Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. М.: Физматлит, 2003. 351 с.
Левин В.А., Пережогин В.Н., Хмелевский А.Н. Особенности структуры течения продуктов сгорания в сферической полузамкнутой полости // ФГВ. 1995. Т. 31. № 1.С. 32–40.
Левин В.А., Афонина Н.Е., Громов В.Г., Смехов Г.Д., Хмелевский А.Н., Марков В.В. Газодинамика и тяга выходного устройства реактивного двигателя с кольцевым соплом // ФГВ. 2012. Т. 48. № 4. С. 38–50.
Иров Ю.Д., Кейль Э.В., Маслов Б.Н., Павлухин Ю.А., Породенко В.В., Степанов Е.А. Газодинамические функции. М.: Машиностроение, 1965. 400 с.