Численное моделирование обтекания пластины сверхзвуковым потоком при сублимации материала с поверхности
С.А. Гапонов, А.Н. Семенов, Б.В. Смородский
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой пограничный слой, бинарная газовая смесь, сублимация, численное моделирование, supersonic boundary layer, binary gas composition, sublimation, numerical simulation
Страницы: 85-92
Аннотация
Методом прямого численного моделирования и на основе уравнений пограничного слоя рассчитаны параметры сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине при сублимации материала с поверхности при числе Маха M = 2. В качестве сублимирующего вещества рассматривается нафталин (C10 H8). Сопоставление результатов двух методов ¾ численного моделирования и данных, полученных на основе локально автомодельного пограничного слоя, ¾ показало удовлетворительное соответствие. С помощью расчетов установлено, что с повышением температуры поверхности увеличивается масса испарения нафталина. При этом суммарный тепловой поток к твердой стенке уменьшается, а ее температура понижается в сравнении со случаем обтекания пластины без сублимации. Вследствие превышения в несколько раз молекулярного веса нафталина над молекулярным весом воздуха и понижения температуры поверхности в результате испарения материала стенки наблюдается повышение плотности бинарной смеси воздуха и паров сублимирующего вещества вблизи стенки, что может приводить к повышению устойчивости сверхзвукового пограничного слоя и к затягиванию его перехода в турбулентное состояние.
|
