Международная конференция «Математические и информационные технологии, MIT-2013»
(X конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке,
технике и образовании»)

Врнячка Баня, Сербия, 5–8 сентября 2013 г.

Будва, Черногория, 9–14 сентября 2013 г.

Мартюшов С.Н.  

Численное моделирование течений в ротационном детонационном двигателе

Для численного моделирования течений реагирующих смесей водород-воздух использовалась упрощенная двухстадийная модель [1], включающая индукционный период и последующий период реакции. Газ предполагался невязким.
Предметом численного моделирования являлось течение горения и детонации, возникающее  в при раздельной подаче воздуха и водорода в спиновом пульсационном детонационном двигателе конструкции, описанной в [2]. Целью численного моделирования являлось оптимизация геометрических характеристик спинового пульсационного детонационного двигателя с целью получения устойчивой стационарной спиновой детонационной волны.
Для пространственной аппроксимации векторов потока в нормальном к грани контрольного объема направлении использовалась известная разностная TVD-схемы Хартена с незначительной модификацией, изложенной в [3]. Расчет осуществлялся в три стадии: 1) двумерный расчет на установление течения идеального газа (воздуха) в конструкции;2) двумерный расчет на установление вбрызга через кольцевое сопло Лаваля водорода и образования реагирующей смеси; 3) трехмерный расчет инициации спиновой детонационной волны, распространяющейся в азимутальном направлении.
Численный алгоритм применялся в двух вариантах. В первом случае осуществлялся переход к характеристическим переменным для всей системы уравнений [1] (двумерный расчет). Получены формулы для перехода к характеристическим переменных в случае произвольного числа компонент газовой смеси. Во втором случае производилось расщепление алгоритма по физическим процессам путем перехода к характеристическим переменным для системы уравнений газовой динамики. Последние два уравнения системы [1] для кинетических переменных решались отдельно с помощью тех же алгоритмов, но для одного уравнения отдельно для каждого кинетического переменного. Такая организация численного алгоритма применялась для трехмерных расчетов, что также позволяет распространить используемые программы расчета на полную систему уравнений кинетики с произвольным числом реакций.
Результаты расчетов подтверждают применимость математической модели [1] для численного моделирования течений и качественной оценки характеристик двигателя [2].
1. Korobeinikov VP, Levin VA, Markov VV, et all. Astronautica Acta 1972; 17:529-537.
2. Bykovskii F.A., Zhdan SA., Vedernikov F.F.. Proceedings of 22 ICDERS, Minsk, Belarus, 2009.
3. Мартюшов С.Н.  Расчет двух нестационарных задач дифракции на основе явной TVD схемы Хартена. Вычислительные технологии Том 1, № 2 Новосибирск, 1996, стр. 82-89.

Файл тезисов: MartyushDetonMIT2013.doc


К списку докладов

© 1996-2019, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск