Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Газодинамика и неравновесное тепловое излучение гетерогенных струй при вариации угла атаки потока

Авторы: Александр Михайлович Молчанов, Дарья Владимировна Маслова (МАИ) alexmol_2000@mail.ru

Разработана методика расчета газодинамики и излучения термически и химически неравновесных газовых и гетерогенных потоков в 3D постановке. Газодинамическая модель включает в себя уравнения для колебательных энергий, учитывающие V-T, V-V и V-V' процессы молекул CO, CO2, H2O, H2, O2, N2, NO, OH, HCl, Cl2, а также спонтанную излучательную дезактивацию колебательных мод. Математическая модель многофазных потоков учитывает взаимное термическое и динамическое влияние твердых/жидких частиц и газа, фазовые преобразования частиц (кристаллизацию и переход от метастабильной γ-фазы к стабильной α-фазе). Численное решение уравнений для дискретных частиц основано на комплексном сочетании подходов Лагранжа и Эйлера. Модель излучения основана на методе k распределения для колебательно неравновесного газа, в которой используются специальные формулы для средних по полосе пропускательной способности и эффективной функции Планка. Сопоставление расчетов тестовых задач с результатами других авторов показало удовлетворительное согласование. Показан существенный рост интенсивности теплового излучения при увеличении угла атаки набегающего потока. При расчете струй на высотах больше 100 км большую роль играет учет реального химического состава атмосферы.

Рисунок 1. Зависимость интегральной интенсивности излучения (диапазон 1÷9 мкм) от угла атаки набегающего потока на высотах от 60 до 115 км