Численный анализ сверхзвуковых течений со сложными ударно-волновыми структурами
Диссертация
Проведено трехмерное численное моделирование отражения скачков между двумя телами конечного размаха. Выявлено существование гистерезиса при переходе от регулярного к маховскому отражению, и обратно. Получено близкое совпадение высот ножек Маха в расчетах и экспериментах, а также подтверждено сильное влияние относительного размаха клина на высоту ножки Маха. Построены трехмерные формы… Читать ещё >
Список литературы
- Черный Г. Г. Газовая динамика.- М.: Наука, 1988 — 424с.
- Ivanov M.S., Gimelshein S.F., Beylich A.E. Hysteresis effect in stationary reflection of shock waves // Phys. Fluids. 1995. — V. 7. — P. 685−687.
- Chpoun A., Ben-Dor G. Numerical confirmation of the hysteresis phenomenon in the regular to the Mach reflection transition in steady flows // Shock Waves. 1995. — V. 5. — P. 199−203.
- Schmisseur J., Gaitonde D. Numerical simulation of Mach reflection in steady flows // AIAA Paper 2001−0741, 13 p.
- Hornung E.G., Robinson M.L. Transition from regular to Mach reflection of shock wave. Part 2. The steady-flow criterion //J. Fluid Mech. 1982. — V. 123. — P. 155−164.
- Chpoun A., Passerel D., Li H., Ben-Dor G. Reconsideration of oblique shock wave reflections in steady flows. Part 1. Experimental investigation // J. Fluid Mech. 1995. — V. 301. — P. 19−35.
- Sudani N., Sato M., Karasawa Т., Noda J., Tate A., Woatanabe M. Irregular effects on the transition from regular to Mach reflection of shock waves in wind tunnel flows //J. Fluid Mech. 2002. — v. 459, p. 167−185.
- Ivanov M.S., Kudryavtsev A.N., Nikiforov S.B., Khotyanovsky D.V., Pavlov A.A. Experiments on shock wave reflection transition and hysteresis in low-noise wind tunnel // Physics of Fluids. 2003. — V. 15, No. 6, 2003, P. 1807−1810.
- Георгиевский П.Ю., Левин В. А. Управление обтеканием различных тел с помощью локализованного подвода энергии в сверхзвуковой набегающий поток // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. № 5. — С. 155−167.
- Третьяков П. К, Гаранин А. Ф., Грачев Т. Н., Крайнев В. Л., Понома-ренко А.Г., Иванченко А. И., Яковлев В. И Управление сверхзвуковым обтеканием тел с использованием мощного оптического пульсирующего разряда // Докл. Академии Наук. 1996. — Т. 351, № 3.
- Коротаева Т.А., Фомин В. М., Шашкин А. П. Анализ воздействия локального энергоисточника на сверхзвуковое обтекание эллиптического конуса // Прикл. механика и техн. физика. 1999. — Т. 40, № 6.
- Желтоводов А.А., Пимонов Е. А. Исследование воздействия локализованного энергоподвода на взаимодействие продольного вихря с косым скачком уплотнения // Теплофизика и аэромеханика. 2005. — Т. 12. -№ 4. — С. 553−574.
- Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х т.: Т.2.: Пер. с англ.- М.: Мир, 1991. 552с.
- Куликовский А.Г., Погорелое Н. В., Семенов А. Ю. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений. М.: Физматлит, 2001. — 608 с.
- Moretti G. Three-dimensional supersonic flow computations // AIAA Journal. 1963. — V. 1, No. 9. — P. 2192−2193.
- Бабенко К.П., Воскресенский Г. П., Любимов А. Н., Русанов В. В. Пространственное обтекание гладких тел идеальным газом. М: Наука, 1964. — 508 с.
- Рихтмайер Р., Мортон К. Разностные методы решения краевых задач: Пер. с англ. М: Мир, 1972. — 420 с.
- Любимов А.Н., Русанов В. В. Течения газа около тупых тел. В 2-х т. -М: Наука, 1970.22. von Neumann J., Richtmyer R.D. A method for the numerical calculation of hydrodynamic shocks //J. Applied Physics. 1950. — Vol. 21. — P. 232— 237.
- Самарский AA., Арсенин В. Я. О численном решении уравнений газодинамики с различными типами вязкости // Журн. вычисл. матем. и матем. физики. 1961. -Т. 1, № 2. — С. 357−360.
- Куропатенко В. Ф. Метод построения разностных схем для численного интегрирования уравнений гидродинамики // Изв. высш. учебн. заведений. Математика. 1962. Т. 3, № 28. — С. 75−83.
- Шокин Ю.И., Яненко Н. Н. Метод дифференциального приближения. Применение к газовой динамике / АН СССР. Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикладной механики. Вычисл. центр- Ред. Федотова З. И. Новосибирск: Наука, 1985, 364 с.
- Годунов С.К. Разностный метод численного расчёта разрывных решений уравнений гидродинамики // Мат. Сборник. 1959. — Т. 47, вып. 3.- С. 271−306.
- Колган В. П. Применение принципа минимальных значений производных к построению конечно-разностных схем для расчета разрывных решений газовой динамики // Ученые зап. ЦАГИ. 1972. — Т. 3, № 6.- С. 68−77.
- Harten A. High resolution schemes for hyperbolic conservation laws // J. Comput. Phys. V. 49, No. 3. — P. 357−393.
- Shu C.-W., Osher S. Efficient implementaton of essentially non-oscillatory schock-capturing schemes //J. Comput. Phys. 1989. — V. 83. — N. 1. -P. 32−78.
- Чакраварти С.P., Жем К.-И. Расчет трехмерных сверхзвуковых течений с дозвуковыми зонами на основе уравнений Эйлера // Аэрокосмическая техника. 1987. — № 11. — С. 22−35.
- Einfeldt В, Munz C.D., Roe P.L., Sjogren В. On Godunov-type methods near low densities // J. Comput. Phys. 1991. — V. 92. -P. 273−295
- Yamamoto S., Daiguji H. Higher-order-accurate upwind schemes for solving the compressible Euler and Navier-Stokes equations // Computers and Fluids. 1993. — V. 22. — P. 259−270.
- Jiang G.S., Shu C. W. Efficient Implementation of Weighted ENO Schemes // J. Comput. Phys. 1996. — V. 126. -P. 202−228.
- Shu C.-W., Osher S. Efficient implementaton of essentially non-oscillatory schock-capturing schemes //J. Comput. Phys. 1988. — V.77. — N.2. -P.439−471.
- Thompson K. W. Time dependent boundary conditions for hyperbolic systems //J. Comput. Phys. 1987. -V.68. — P. 1−24.
- Poinsot T.J., Lele S. K Boundary conditions for direct simulations of compressible viscous flows //J. Comput. Physics. -1992. V. 101. -P. 104−129.
- MPI: A message passing interface standard. University of Tennessee, Knoxville, Tennessee: 1994, 228p.
- Sod G.A. A survey of several finite difference methods for systems of nonlinear hyperbolic conservation laws //J. Comput. Phys. 1978. — V. 27. -P. 1−31.
- Harten A., Engquist В., Osher S., Chakravarthy S.R. Uniformly high-order accurate essentially nonoscillatory schemes, III // Journal Comput. Physics. 1987. — V. 71. — P. 231−303.
- Lax P. D. Weak solutions of non-linear hyperbolic equations and their numerical computation // Comm. Pure Appl. Math. 1954. — V. VII. -P. 159−193.
- Хайрер Э., Нёрсетт СВаннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи. М.: Мир, 1990.
- Адрианов А.Л., Усков В. Н., Старых А. Л. Интерференция стационарных газодинамических разрывов. Новосибирск: Наука, 1995. — 180 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учебное пособие. В Ют. Т. VI. Гидродинамика. 3-е изд., перераб. — М.: Наука, 1986. -736с.
- Bleakney W., ТаиЪ А.Н. Interaction of shock waves. Reviews of Modern Physics. — 1949. — V. 21, No. 4. — P. 584−605.
- Bazhenova T.V., Fokeev V.P., Gvozdeva L. G Regions of various forms of Mach reflection and its transition to regular reflection // Acta Astronautica. 1976. — V. 3, P. 131−140.
- Нестационарные взаимодействия ударных и детонационных волн в газах / Баженова Г. В. и др. М.: Наука, 1986. — 206 с.
- Pantazopol D., Bellet J.-С., Soustre J. Sur les conditions d’apparition de l’effet de Mach dans la reflexion d’une onde de choc oblique en ecoulement supersonique // C.R. Acad. Sc. Paris. 1972 — T. 275. — Ser. A. — P. 225 228.
- Henderson L.F., Lozzi A. Experiments on transition of Mach reflexion // J. Fluid Mechanics. 1975. — V. 68, Pt. 1. — P. 139−155.
- Hornung H. G., Oertel H., Sandeman R.J. Transition to Mach reflexion of shock waves in steady and pseudosteady flow with and without relaxation //J. Fluid Mech. 1979. — v. 90. — P. 541−560.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М: Наука, 1987.- 840с.
- Гриффите У. Ударные волны. В кн.: Современная гидродинамика. Успехи и проблемы. М: Мир. 1984, — с. 120−146.
- Ivanov M.S., Zeitoun D., Vuillon J., Gimelshein S.F., Markelov G.N. Investigation of the hysteresis phenomena in steady shock reflection using kinetic and continuum methods // Shock Waves. 1996. — vol. 5, p. 341 346.
- Ivanov M.S., Markelov G.N., Kudryavtsev A.N., Gimelshein S.F. Numerical analysis of shock wave reflection transition in steady flows // AIAA J. 1998. — v. 36, p. 2079−2086.
- Passerel D. Etude de la transition entre reflexion reguliere et reflexion de Mach. These de doctorat de l’Universite Pierre et Marie Curie. Paris, 1996.
- Quirk J.J. AMRITA A computational facility (for CFD modeling) // VKI 29th CFD Series. — 1998. — p. 23−27.
- Park S. 0., Chung Y.M., Sung H.J. Numerical study of unsteady supersonic compression ramp flows // AIAA J. 1994. — vol. 32- no. 1. — p. 216−218.
- Skews B.W. Aspect ratio effects in wind tunnel studies of shock wave reflection transition // Shock Waves 1997. — v. 7 — p. 373−383.
- Иванов M.C., Кудрявцев A.H., Никифоров С. Б., Хотяновский Д. В. Переход между регулярным и маховским отражением ударных волн: новые численные и экспериментальные результаты // Аэромеханика и газовая динамика. 2002 — № 3.- с. 3−12.
- Li Н., Chpoun A., Ben-Dor G. Analytical and experimental investigations of the reflection of asymmetric shock waves in steady flows // J. Fluid Mech. 1999. — v. 390, p. 25.
- Chpoun A., Lengrand J. C. Confirmation experimentale d’un phenomene d’hysteresis lors de l’interaction de deux chocs obliques de families differentes // C. R. Acad. Sci. Paris. 1997, — v. 304, p. 1.
- Hornung E.G. // Shock Waves 7, 123 (1997)
- Solas M.D., Morgan B.D. // AIAA J., 21, 1611 (1983)
- M older S.M., Timofeev E.V., Dunham C.G., McKinley S., Voinovich P. A. //Shock Waves 10, 389 (2000)
- H. Li and G. Ben-Dor Oblique-shock/expansion-fan interaction -analytical solution // AIAA J.- 1996, — v. 34. no. 2. — p. 418−421.
- Мешков В.P., Омелъченко А. В., Усков B.H. Взаимодействие скачка уплотнения со встречной волной разрежения // Вестник С.-Пб. ун-та. Сер. 1. 2002. Вып. 2, № 9. — С. 99−106.
- Durand A. Phenomenes d’hysteresis dans les interferences de choc, en ecoulements stationnaires supersonique et hypersonique // These de doctorat de l’Universite d’Orleans, Orleans, 2002, 199p.
- Тешуков B.M. Об устойчивости регулярного отражения ударных волн // ПМТФ, — 1989.- № 2, — С.26−33.
- Ivanov M.S., Kudryavtsev A.N., Markelov G.N., Gimelshein S.F. Transition between regular and Mach reflection of shock waves in steady flows // AIAA Paper 97−2511.
- Ivanov M.S., Gimelshein S.F., Markelov G.N. Statistical simulation of the transition between regular and Mach reflection in steady flows // Computers and Mathematics with Applications. 1998. — V. 35. — N. 1−2. — P. 113−126.
- Yan H., Adelgren R., Elliott G., Knight D., Beutner Т., Ivanov M. Laser energy deposition in intersecting shocks // AIAA Paper 2002−2729.
- Yan H., Adelgren R., Elliott G., Knight D., Beutner TEffect of energy addition on MR RR transition // Shock Waves. 2003. — V. 13. -P. 113−121.
- Yan H., Adelgren R., Boguszko M., Elliott G., Knight D. Laser energy deposition in quiescent air // AIAA Journal. 2003. — V. 41. — P. 19 881 995.
- Adelgren R., Yan H., Elliott G., Knight D., Beutner Т., Zheltovodov A., Ivanov M., Khotyanovsky D. Localized flow control by laser energy deposition applied to Edney IV shock impingement and intersecting shocks // AIAA paper 2003−0031.
- Кудрявцев A.H., Соловьев А. С. Устойчивость слоя сдвига сжимаемогогаза // Журн. прикл. механики и техн. физики. 1989. — № 6. — С. 119— 127.
- Jackson T.L., Grosch С.Е. Inviscid Spatial Stability of a Compressible Mixing Layer //J. Fluid Mech. 1989. — V. 208. — P.609−637
- Бетчов P., Криминале В. Вопросы гидродинамической устойчивости. М.: Мир, 1971.
- Gill А.Е. Instabilities of «top-hat"jets and wakes in compressible fluids // Physics of Fluids. 1965. — V. 8. — P. 1428−1430.
- Watanabe D, Maekawa H. Transition of supersonic plane jet due to symmetric/antisymmetric unstable modes // Journal of Turbulence. -2002. V. 3, P. 1−17.
- Metcalfe R.W., Orszag S.A., Bracket M.E., Menon S., Riley J.J. Secondary instability of a temporally growing mixing layer //J. Fluid Mech. 1987. — V. 184. — P. 207−243.
- Soetrisno M., Eberhardt S., Riley J.S., McMurtry P. A study of inviscid, supersonic mixing layers using a second-order total variational diminishing scheme // AIAA J. 1989. — V. 27, No. 12. — P. 1770−1778.
- Hedges L.S., Eberhardt D.S. Comparison of confined, compressible, spatially developing mixing layers with temporal mixing layers // AIAA J. 1993. — V. 31, No. 11. — P. 1977−1983.
- Но C.M., Huerre P. Perturbed free shear layers // Annual Rev. of Fluid Mech. 1984. — V. 16. — P. 365−424.