Разработка модели турбулентности для достижения высокой точности описания взаимодействий ударных волн с пограничным слоем и течений типа псевдоскачка
| Номер гранта: | 18-08-01436 |
| Область научного знания: | фундаментальные основы инженерных наук |
| Тип конкурса: | (а)(а) конкурс проектов фундаментальных научных исследований |
| Год выполнения: | 2018г. |
| Руководитель: | Босняков Сергей Михайлович |
| Статус заявки: | поддержана |
Аннотация к заявке:
Существенным элементом течений в каналах прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД), рассчитанных на сверх- и гиперзвуковые скорости полета, является взаимодействие скачков уплотнения с турбулентными пограничными слоями с образованием отрывных зон. Особенно сложные структуры этого типа (псевдоскачки) образуются в высокоскоростных двухрежимных ПВРД на режиме дозвукового горения. Цель проекта - достижение высокой точности описания взаимодействий пограничного слоя с ударными волнами и течений типа псевдоскачка без использования прямого численного моделирования турбулентности, которое требует чрезмерных компьютерных ресурсов при расчете течений с горением. Для этого в рамках проекта будет разработана полуэмпирическая дифференциальная модель турбулентности для напряжений Рейнольдса (Differential Reynolds Stress model, DRSM), не основанная на гипотезе Буссинеска и специально настроенная на данный класс течений. Исследования будут основаны на детальном анализе физической структуры высокоскоростных отрывных течений. Модель будет описывать колебания размера отрывных зон, которые не воспроизводятся современными моделями турбулентности. Для достижения поставленной цели будут решены следующие задачи: 1) Разработка и валидация модели, описывающей влияние турбулентности на эжекцию и баланс массы в отрывной зоне, которая возникает при взаимодействии скачка уплотнения с турбулентным пограничным слоем; 2) формулировка и предварительная настройка модели DRSM на основе теоретического и расчетного анализа модельных задач, с привлечением современных экспериментальных данных; 3) окончательная настройка модели DRSM на базе экспериментальных данных по течениям с псевдоскачком. Предлагаемая модель турбулентности необходима для обеспечения оптимального конструирования проточного тракта прямоточных двигателей перспективных высокоскоростных летательных аппаратов.Аннотация к заявке приведена в авторской редакции. По состоянию на 16.07.2025
Поделиться:
