Влияние шероховатости внутренних поверхностей сверхзвукового струйного аппарата эжектора на режим его работы
Д.В. Брезгин1, К.Э. Аронсон1, А. Милаццо2, Ф. Маццелли2
1Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург
k.e.aronson@urfu.ru
2Флорентийский университет, Италия
Ключевые слова: сверхзвуковой эжектор, коэффициент инжекции, CFD, логарифмический закон стенки, песочная шероховатость
Страницы: 569-578
Аннотация
С использованием двух коммерческих CFD-решателей (Star-CCM+ и Fluent) получены результаты численного моделирования влияния шероховатости поверхностей на газодинамические процессы, происходящие в проточной части сверхзвукового эжектора. Результаты сопоставлялись между собой и верифицировались натурным экспериментом как по коэффициенту инжекции, так и по величине статического давления вдоль стенок камеры смешения и диффузора. Проведено детальное сравнительное исследование используемых методов и подходов в обоих CFD-пакетах по оценке влияния шероховатости на логарифмический закон распределения скоростей внутри пограничного слоя. Влияние шероховатости в струйном аппарате эжектора сопоставлено с влиянием противодавления за диффузором. Установлено, что при возрастании противодавления эжектора и высоты шероховатости поверхности, сечение, где возникает скачок давления, смещается вверх по потоку. Результаты численных расчетов эжектора с шероховатыми стенками в обоих CFD-решателях хорошо согласуются между собой количественно по среднеинтегральным характеристикам и качественно ¾ по локальным характеристикам потока. Установлено, что в случае превышения «критической высоты шероховатости» для заданных граничных условий и геометрии проточной части эжектора последний переходит на допредельный (off-design) режим работы и его производительность значительно снижается.
|
