Математическое моделирование и численный анализ эффективности пленочного охлаждения поверхности, обтекаемой высокоскоростным потоком с воздействиями
Диссертация
Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на научно-технических конференциях Ульяновского государственного технического университета (Ульяновск, 2006 — 2011 гг.) — XVI и XVIII Школах-семинарах молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева (Санкт-Петербург, 2007 г.- Звенигород, 2011 г.) — IV Российской национальной конференции по теплообмену… Читать ещё >
Список литературы
- Абрамович, Т.Н. Турбулентная струя с тяжелыми примесями / Т. Н. Абрамович, В. К. Бажанов, Т. А. Гиршович // Изв. АН СССР. МЖГ. 1972. -№ 6.-С. 41−49.
- Абрамович, Г. Н. О диффузии тяжелых частиц в турбулентных потоках / Г. Н. Абрамович, Т. А. Гиршович // ДАН СССР. 1973. — № 3. — С. 573 576.
- Абрамович, Г. Н. О влиянии размера частиц или капель на диффузию примеси в турбулентной струе / Г. Н. Абрамович, Т. А. Гиршович // Изв. АН СССР. МЖГ.- 1975.-№ 4.-С. 18−23.
- Брэдшоу, П. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы / П. Брэдшоу, Т. Себеси, Г. Г. // М.: Мир 1987. — 592 с.
- Бурцев, С.А. Температурная стратификация в сверхзвуковом потоке газа / С. А. Бурцев, А. И. Леонтьев // Известия академии наук. Энергетика. -2000.-№ 5.-С. 101−113.
- Вараксин, А.Ю. Турбулентные течения газа с твердыми частицами / А. Ю. Вараксин. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 192 с.
- Вараксин, А.Ю. Уравнения пульсационного движения и пульсацион-ного теплообмена нестоксовых частиц в турбулентных потоках / А. Ю. Вараксин, Ю. В. Полежаев, А. Ф. Поляков // ТВТ. Т.36. 1998. — № 1. — С. 155−157.
- Вараксин, А.Ю. Исследование гетерогенного потока «газ-твердые частицы» / А. Ю. Вараксин, Ю. В. Полежаев, А. Ф. Поляков. Препринт ИВТАН.-1997.-140 с.
- Вараксин, А.Ю. Экспериментальное исследование влияния твердых частиц на турбулентное течение воздуха в трубе / А. Ю. Вараксин, Ю. В. Полежаев, А. Ф. Поляков // ТВТ. Т.36. 1998. — № 5. — С. 110−115.
- Вараксин, А.Ю. Влияние концентрации частиц на интенсивность пульсаций их скоростей при турбулентном течении / А. Ю. Вараксин, Ю. В. Полежаев, А. Ф. Поляков // ТВТ. Т.37. 1999. — № 2. — С. 343−346.
- Вараксин, А.Ю. Экспериментальное исследование пульсаций скоростей частиц в турбулентном потоке воздуха в трубе / А. Ю. Вараксин, А. Ф. Поляков // ТВТ. Т.38. 2000. — № 2. — С. 792−798.
- Вараксин, А.Ю. Распределения скоростей бидисперсных частиц в нисходящем турбулентном потоке воздуха в трубе / А. Ю. Вараксин, А. Ф. Поляков // ТВТ. Т.38. 2000. — № 2. — С. 343−346.
- Вахрушев, И.А. О коэффициенте лобового сопротивления частиц при стенном осаждении и в псевдосжиженном слое частиц / И. А. Вахрушев // «Химическая промышленность». 1965 — № 8. — С. 33−36.
- Волков, А.Н. Течение газовзвеси в вертикальном канале при наличии силы тяжести / А. Н. Волков, П. Н. Прокофьев // Труды III международной школы-семинара «Нестационарное горение и внутренняя баллистика». -СПб, 2000.-С. 195−197.
- Волков, Э.П. Моделирование горения твердого топлива / Э. П. Волков, Л. И. Зайчик, В .А. Першуков. М.: Наука, 1994. — 320 с.
- Волчков Э.П. Пристенные газовые завесы. Новосибирск: Наука, 1983. -239 с.
- Волчков Э.П. Экспериментальное исследование влияния концентрации мелкодисперсных капель жидкости на эффективность газовой-завесы / Э. П. Волчков, В. П. Лебедев, В. И. Терехов, Н. Е. Шишкин // Сибирский физико-технический журнал. — 1992. вып.1. с. 28−32.
- Волчков Э.П. Экспериментальное исследование эффективности газовых завес / Э. П. Волчков, Е. Г. Зауличный, В. П. Лебедев //— В кн.: Тепло-и массоперенос. Т. 1. М.: Энергия, 1968, с. 254—258.
- Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива / А. М. Губертов, В. В. Миронов, Д. М. Борисов и др.- под ред. A.C. Коротеева. М.: Машиностроение, 2004. — 512 с.
- Гольдстейн. Эффективность пленочного охлаждения со вдувом через пористую стенку./ Гольдстейн, Шейвит, Чен. //— Теплопередача, 1965, № 3, с. 366.
- Горбис, З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков / З. Р. Горбис. М.: Энергия, 1970. — 424 с.
- Деревич И.В. Столкновения частиц в турбулентном потоке // Изв. РАН. МЖГ 1996.№ 2 С. 104−116.
- Жестков Б.А. Методика расчета температуры стенки при струйном и комбинированном охлаждении / Б. А. Жестков, В. В Глазков, М. Д. Гусева // М., 1955. 25 с.
- Зайчик, Л.И. Методы моделирования турбулентных дисперсных течений. Статистические модели / Л. И. Зайчик // Труды Четвертой Российской национальной конференции по теплообмену. Т.1. М.: Изд-во МЭИ, 2006. -С. 54−59.
- Зайчик Л.И. Моделирование движения частиц в неоднородном турбулентном потоке на основе уравнения для функции плотности вероятности // ПММ.1997. Т. 61. С. 132−138.
- Зайчик, Л.И. Проблемы моделирования газодисперсных турбулентных течений с горением или фазовыми переходами (обзор) / Л. И. Зайчик, В .А. Першуков // Изв. РАН. МЖГ. 1996. — № 5. с. 3−19.
- Кейс, В.М. Конвективный тепло- и массообмен / В. М. Кейс. М.: Энергия, 1972. — 446 с.
- Ковальногов, H.H. Пограничный слой в потоках с интенсивными воздействиями / H.H. Ковальногов. Ульяновск: УлГТУ, 1996. — 246 с.
- Ковальногов H.H. Пограничный слой в потоке газовзвеси: теплоотдача, сопротивление, эффективность завесы / H.H. Ковальногов // Материалы II Международной конференции «Проблемы промышленной теплотехники». Киев, ИТТФ HAH Украины. 2001.
- Пат. № 2 334 178 Российская Федерация: МПК F25B 9/02 (2006.01) Сверхзвуковая труба температурной стратификации / Ковальногов H.H.,
- Магазинник JI.M., Федоров Р.В.- заявитель и патентообладатель Ульян, гос. тех. ун-т. -№ 2 007 108 799/06- опубл. 20.09.2008, Бюл. № 26.
- Ковальногов H.H. Расчет теплоотдачи дисперсного потока и эффективности завесы в элементах проточной части энергетических установок на твердом топливе / H.H. Ковальногов, Л. М. Магазинник // Российская академия наук. Труды Академэнерго. 2007. № 3.
- Ковальногов, H.H. Численный анализ коэффициентов восстановления температуры и теплоотдачи в турбулентном дисперсном потоке / H.H. Ковальногов, Л. М. Магазинник // Известия вузов. Авиационная техника. -2008. № 2. — С. 32−36.
- Ковальногов, H.H. Численный анализ теплоотдачи высокоскоростного газового потока / H.H. Ковальногов, P.B. Федоров // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2006. -№ 4. — С. 70−73.
- Ковальногов, H.H. Эффективность газовой завесы в сверхзвуковом дисперсном потоке в условиях инерционного выпадения частиц на защищаемую поверхность / H.H. Ковальногов, P.B. Федоров // Известия вузов. Авиационная техника. 2011. — № 1. — С. 13−16.
- Комаров В.П. Экспериментальное исследование эффективности завесы в турбулентном пограничном слое газа / В. П. Комаров, А. И. Леонтьев //— ТВТ, 1970, т. 8, № 2, с. 353—358.
- Колмогоров, А.Н. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости // Изв. АН СССР.Сер. физ. 1942. — Т.6. — № ½. — С. 56−58.
- Кондратьев, Л.В. Моделирование двухфазного турбулентного теченияна стабилизированном участке трубы / Л. В. Кондратьев // Турбулентныедвухфазные течения и техника эксперимента. 4.2. Таллин, 1985. — С. 144 148.
- Крайко, А.Н. Механика многофазных сред / А. Н. Крайко, Р. И. Нигматулин, В. К. Старков, Л. Е. Стернин. Гидрогазодинамика. Т.6. М., 1972. -120 с.
- Кутателадзе, С.С. Теплообмен и трение в турбулентном пограничном слое / С. С. Кутателадзе, А. И. Леонтьев. М.: Энергоиздат, 1985. — 319 с.
- Лаатс, М.К. Некоторые задачи и проблемы расчета струи с тяжелыми частицами / М. К. Лаатс // Турбулентные двухфазные течения. Ч. 1. Таллин, 1982.-С. 49−61.
- Лапин, Ю.В. Турбулентный пограничный слой в потоках в сверхзвуковых потоках газа / Ю. В. Лапин. М.: Наука, 1970. — 344 с.
- Леонтьев А.И. Особенности теплообмена на проницаемой поверхности // А. И. Леонтьев, В. Г. Лущик, А. Е. Якубенко А.Е. Труды пятой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 2010. Т. 2. С. 154−157.
- Леонтьев, А.И. Теория тепломассообмена / А. И. Леонтьев. М.: Энергоиздат, 1979. — 496 с.
- Леонтьев А.И. Сжимаемый турбулентный пограничный слой на проницаемой пластине при вдуве инородного газа А.И. Леонтьев, В. Г. Лущик, А. Е. Якубенко // ТВТ. 2007.Т. 45. № 4. С. 543−551.
- Леонтьев, А.И. Температура теплоизолированной проницаемой стенки в потоке сжимаемого газа / А. И. Леонтьев, В. Г. Лущик, А. Е. Якубенко // Изв. РАН. МЖГ. -2008. -№ 5. С. 144−152.
- Леонтьев, А.И. Температурная стратификация сверхзвукового газового потока / А. И. Леонтьев // Доклады академии наук. Энергетика. 1997. -Т.354. -№ 4. — С. 475−477.
- Леонтьев, А.И. Коэффициент восстановления в сверхзвуковом потоке газа с малым числом Прандтля / А. И. Леонтьев, В. Г. Лущик, А. Е. Якубенко // ТВТ. Т.44. — № 2. — 2006. — С. 238−245.
- Лущик, В.Г. Сверхзвуковой пограничный слой на пластине. Сравнение расчета с экспериментом / В. Г. Лущик, А. Е. Якубенко // Известия РАН. МЖГ. -1998. № 6. — С. 64−78.
- Лущик, В.Г. Трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности / В. Г. Лущик, A.A. Павельев, А. Е. Якубенко // Известия АН СССР. МЖГ. -1978. -№ 3. С.13−25
- Лущик, В.Г. Трехпараметрическая модель турбулентности : расчет теплообмена / В. Г. Лущик, A.A. Павельев, А. Е. Якубенко // Известия АН СССР. МЖГ. 1986. -№ 2. — С. 40−52.
- Лущик, В.Г. Уравнение переноса для турбулентного потока тепла. Расчет теплообмена в трубе / В. Г. Лущик, A.A. Павельев, А. Е. Якубенко // Известия АН СССР. МЖГ. 1988. -№ 6. — С. 42−50.
- Магазинник Л.М. Численное моделирование теплоотдачи высокоскоростных дисперсных потоков диссертация канд. физ.-мат. наук: 05.13.18 / Л. М. Магазинник. Ульяновск: УлГТУ, 2010 — 113 с.
- Макаров, М.С. Газодинамическая температурная стратификация в сверхзвуковых потоках: диссертация канд. физ.-мат. наук: 01.04.14 / М. С. Макаров. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2007 — 154 с.
- Медников, Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей / Е. П. Медников. -М.: Наука, 1981 174 с.
- Мухачев, Г. А. Термодинамика и теплопередача / Г. А. Мухачев, В. К. Щукин. М.: Высшая школа, 1991. — 480 с.
- Пасконов В.М. Стандартная программа для решения задач пограничного слоя / В. М. Пасконов // Численные методы в газовой динамике. М.: Изд-во МГУ, 1963. С. 110−116.
- Пасконов В.М. Численное моделирование процессов тепло и массо-обмена / В. М. Пасконов, В. И. Полежаев, J1.A. Чудов. М.: Наука, 1 984 289 с.
- Попов, В.Н. Коэффициент восстановления температуры при турбулентном течении жидкости в круглой трубе / В. Н. Попов. ТВТ. — 1972. -Т.10. -№ 6. — С. 1231−1241.,
- Репухов В.М. Теория тепловой защиты стенки вдувом газа / В.М. Ре-пухов. Киев: Наукова думка, 1980. — 296 с.
- Репухов В.М. Тепловая защита стенки вдувом газа. Киев: Наукова думка, 1977, 252с.
- Репухов В.М., Костюков С. И. Эффективность многокомпонентных двухфазных равновесных тепловых завес // Материалы международной школы-семинара, Минск. 1985. с.98−109.
- Репухов В.М. Эффективность неравновесной газопарожидкостной тепловой завесы // Промышленная теплотехника. 1986. 8. — № 6. — с. 11−19.
- Романенко, П.Н. Тепломассообмен и трение при градиентном течении жидкостей / П. Н. Романенко. М.: Энергия, 1971. — 568 с.
- Coy, С. Гидродинамика многофазных систем / С. Coy. М.: Мир, 1971.-536 с.
- Себан Р. Профили скоростей и температур в турбулентном пограничном слое с подачей воздуха через тангенциальную щель./ Р. Себан, JI. Бэк // Теплопередача, 1962, т. 84, № 1, с. 58—69
- Тарасевич, С.Э. Теплоотдача дисперсного потока на непроницаемой и проницаемой стенках плоского асимметричного сопла / С. Э. Тарасевич, В. А. Филин, В. К. Щукин // Известия вузов. Авиационная техника. 2001. -№ 1.-С. 47−51.
- Теория тепломассообмена // С. И. Исаев, И. А. Кожинов, В. И. Кофанов и др. Под ред. А. И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. 495 с.
- Терехов В.И. Исследование эффективности газокапельной пристенной завесы / В. И. Терехов, М. А. Пахомов // Промышленная теплотехника. -2002. Т. 24, — № 5. — С. 5 — 11.
- Терехов В.И. Численное исследование тепловой эффективности двухфазной газокапельной пристенной завесы в цилиндрическом канале / В. И. Терехов, М. А. Пахомов // ТВТ. 2002. — Т. 40, — № 4. — С. 633 — 640.
- Щукин А.В. Конвективный теплообмен за полусферической выемкой в диффузорном канале / А. В. Щукин, А. П. Козлов и другие. // Изв. вузов. Авиационная техника, 1994. № 4. с. 24−30.
- Щукин А.В. Теплопередача в охлаждаемых деталях газотурбинных двигателей / А. В. Щукин, В. И. Локай, М. Н. Бодунов, В. В. Жуйков // 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1993. — 288 с.
- Щукин, В.К. Связь интенсивности теплообмена между двухфазным потоком и стенками сопла с параметрами движения частиц / В. К. Щукин, А. И. Миронов, В. А. Филин, Н. Н. Ковальногов // Известия вузов. Авиационная техника, 1976. № 1. — С. 109−114.
- Щукин, В.К. Теплоотдача газовзвеси в соплах / В. К. Щукин, Н. Н. Ковальногов, В. А. Филин и др. // Изв. вузов. Авиационная техника, 1979. № З.-С. 61−66.
- Berlemont, A., Grancher M.S., Gousbet G. On the lagrangian simulation of turbulence influence on droplet evaporation // Int. J. Heat and Mass Transfer. -1991. Vol.34. — № 1. — P. 2805−2812.
- Boivin, M, Simonin O., Squires K.D. On the prediction of gas-solid flows with two way coupling using Large Eddy Simulation // Phys. Fluids. 2000. -Vol.12.-P. 2080−2090.
- Boivin, M., Simonin 0., Squires K.D. Direct numerical simulation of turbulence modulation by particles in isotropic turbulence // J. Fluid Mech. 1998. -Vol.375.-P. 235−263.
- Deutsch, E., Simonin O. Large eddy simulation applied to the motion of particles in stationary homogeneous fluid turbulence // Turbulence Modification in Multiphase Flow. ASME. 1991. — Vol.110. — P. 3542.
- Eaton, J.K., Fessler J.R. Preferential concentration of particles by turbulence // Int. J. Multiphase Flow. 1994. — Vol.20. — P. 169−209.
- Elghobashi, S.E., Abou-Arab T.W. A two-equation turbulence model for two-phase flows // Phys. Fluids. 1983. — Vol.26. — № 4. — P. 931−937.
- Fessler, J.R., Eaton J.K. Particle response in a planar sudden expansion flow // Exp. Thermal and Fluid Sei. 1997. — Vol.15. — P. 413−423.
- Fessler, J. R, Eaton J.K. Turbulence modification by particles in a backward-facing step flow // J. Fluid Mech. 1999. — Vol.394. — P. 97−117.
- Hosokawa, S. et al. Influences of relative velocity on turbulence intensity in gas solid two-phase flow in a vertical pipe // Third Int. Conf. on Multiphase Flow. Lyon. France. 1998. — № 279. — P. 1−7.
- Kulick, J.D., FesslerJ. R., Eaton J.K. Particle response and turbulence modification in folly developed channel flow // J. Fluid Mech. 1994. — Vol.277. -P. 109−134.
- Leontiev A.I., Lushchik V.G., Yakubenko A.E. A heat-insulated permeable wall with suction in a compressible gas flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2009. V. 52. P. 4001−4007.
- Nishiwaki N., Hirata M., Tsuchida A. Heat transfer on a surface covered by cold air film.—Trans. ASME, sect. A, pt IV, 1961, p. 675—681.
- Moffat, R.J., Kays W.M. A Review of Turbulent Boundary Layer Heat Transfer Research at Stanford 1958 1983 // Advances in Heat Transfer. -Vol.16-P. 242−365.
- Mohanty, A., Prased B. Experimental study of heat transfer from pressure gradient surfaces// Experimental Thermal and Fluid Science. 1991. — Vol.4. -P. 44−55.
- Melville, W.K., Bray N.C. A model of the two-phase turbulent jet // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1979. — Vol.22. — P. 647−656.
- Mostafa, A.A., Mongia K.C. On the interaction of particles and turbulent fluid flow // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1988. — Vol.31. — № 1. — p. 20 632 075.
- Pakhomov M.A., Protasov M.V., Terekhov V.I., Varaksin A.Yu. Experimental and numerical investigation of downward gas-dispersed turbulent pipe flow // Int. J. Heat Mass Transfer. 2007. — V. 50. — P. 2107−2116.
- Reynolds W. C, Kays W.M., Kline S.I. A svmmary of experiments on turbulent heat transfer from a nonisothermal flat plate.— Trans. ASME, ser. C, 1960, v. 82, N4, p. 341—348.
- Rubinow, S.I., Keller J.B. The transverse force on a spinning sphere moving in a viscous fluid//J. Fluid Mech. 1961. — Vol.11. — P. 44759.
- Saffman, P.G. The lift on a small sphere in a slow shear flow // J. Fluid Mech. 1965. — Vol.22. — P. 385−400.
- Sato, Y., Hishida K., Maeda M. Particle-laden turbulent flow with transverse magnetic field in a vertical channel // Experimental and Computational Aspects of Validation of Multiphase Flow CFD Codes. ASME. 1994. -Vol.180.-P. 93−100.
- Sommerfeld, M. Numerical simulation of the particle dispersion in turbulent flow: the importance of particle lift forces and different particle/wall collision models // Numerical Methods for Multiphase Flows. ASME. 1990. -Vol.91.-P. 11−18.
- Sommerfeld, M. Modelling of particle-wall collisions in confined gas-particle flows // Int. J. Multiphase Flow. 1992. — Vol. 18. — № 6. — P. 905−926.
- Sommerfeld, M., Qiu H.H. Characterization of particle-laden, confined swirling flows by phase-doppler anemometry and numerical calculation // Int. J. Multiphase Flow. 1993. — Vol.19. — № 6. — P. 1093−1127.
- Soo, S.L., Ihrig H.K., Kouh A.F. Experimental determination of statistical properties of two-phase turbulent motion // Trans. ASME J. Basic Engng. -1960. Vol.82. -№ 3. P. 609−621.
- Squires, K.D., Eaton J.K. Particle response and turbulence modification in isotropic turbulence // Phys. Fluids. 1990. — Vol.2. — P. 1191−1203.
- Squires, K.D., Simonin O. Application of DNS and LES to dispersed two-phase turbulent flows // Proc. 10th Workshop on Two-Phase Flow Predictions. Merseburg.Germany. 2002. — P. 152−163.
- Sundaram, S., Collins L. R. A numerical study of the modulation of isotropic turbulence by suspended particles // J. Fluid Mech. 1999. — Vol.379. -P. 105- 143.
- Terekhov V.I., Pakhomov M.A., Sharov K.A., Shishkin N.E. The thermal efficiency of near-wall gas-droplets screens. II. Experimental study and comparison with numerical results // Int. J. Heat Mass
- Terekhov V.I., Pakhomov M.A. The numerical modeling of the tube turbulent gas-drop flow with phase changes // Int. J. Thermal Sci. -2004. V. 43. — P. 595−610.
- Varaksin, A.Y. To question about fluctuated velocity and temperature of the non Stokesian particles moving in the turbulent flows // Heat Transfer 1998. Proc. of 11th Int. Heat Transfer Conf. Kyongju. Korea. 1998. — Vol.2. — P. 147−150.
- Wang, Q., Squires K. D. Large eddy simulation of particle-laden turbulent channel flow // Phys. Fluids. 1996. — Vol.8. — № 5. — P. 1207−1223.
- Wang L.-P., Wexler A.S., Zhou Y. Statistical mechanical description and modelling of turbulent collision of inertial particles // J. Fluid Mech. 2000. V. 415. P. 117−153.
- Weigand B., Ferguson J.R., Crawford M.E. An extended Kays and Crawford turbulent Prandtl number model. // Int. J. Heat Mass Transfer. 1997. -Vol.40.-№ 17-P. 4191−4196.
- Zaichik L.I., Alipchenkov V.M. Statistical models for predicting particle dispersion and preferential concentration in turbulent flows // Intern. J. Heat and Fluid Flow. 2005. V. 26. P. 416−430.
- Zaichik L.I. A statistical model of particle transport and heat transfer in turbulent shear flows //Phys. Fluids. 1999. V. 11. P. 1521−1534.