Особенности численного моделирования безмашинного энергоразделения при течении в канале с проницаемыми стенками

Автор: Дмитрий Евгеньевич Хазов

Соавторы: Виноградов Ю.А.

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова

В докладе представлены детали численного моделирования нового вида безмашинного энергоразделения, основанного на отсосе «холодных» слоёв пограничного слоя при высокоскоростном течении газа в канале с проницаемыми стенками. На базе уравнений Навье-Стокса, дополненных уравнениями неразрывности, энергии, а также k-e модели турбулентности построена математическая модель устройства, реализующего данный вид энергоразделения. Численное моделирование проводилось при использовании пакета ANSYS Fluent. Задача рассматривались в осесимметричной постановке. Разработано и протестировано специальное граничное условие вдува-отсоса на стенке.

При использовании экспериментальных данных [1, 2] проведена валидация математической модели. На основе разработанной модели проведены параметрические исследования. Проанализирован широкий диапазон режимов течения: от непроницаемой стенки до асимптотического отсоса. Показано влияние начального числа Маха, а также молекулярного числа Прандтля на величину энергоразделения.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда проект № 14-19-00699.