Безменова Н.В. Численное моделирование внутрикамерных рабочих процессов жидкостных ракетных двигателей на базе НК-33 с использованием CAE/PDM-систем

Н.В. Безменова, М.Е. Проданов, М.В. Силютин, С.А. Шустов. — Учебное пособие. — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2011. — 107 с. Рассмотрены основные понятия о классической технологии численного термогазодинамического моделирования внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД, а также о CFD-технологии, основанной на использовании полных уравнений Навье-Стокса. На примерах численного моделирования рабочих процессов в камере сгорания и сопле ЖРД на базе НК-33 изложены основы CAE-технологий расчёта средствами Ansys CFX и средствами классического термогазодинамического расчёта. Проводится сравнительный анализ возможностей и ограничений используемых средств САЕ-технологий, показано, что наиболее эффективной является интеграция возможностей классического термогазодинамического расчёта и САЕ-технологий расчёта средствами Ansys CFX. Излагается технология интеграции данных расчёта на основе использования PDM-систем. В пособии содержится учебный пример, поясняющий порядок проведения численного моделирования внутрикамерных рабочих процессов жидкостных ракетных двигателей на базе НК-33 с использованием CAE/PDM-систем.
Учебное пособие предназначено для оказания методической помощи студентам старших курсов, изучающим современные методы численного моделирования рабочих процессов в тепловых двигателях, а также для преподавателей, проводящих лабораторно-практические занятия. Содержание
Наименование раздела
Условные обозначения
Предисловие
Введение
Основные понятия о численном моделировании внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
Физические основы внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
Принципы формирования математических моделей внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
Классический подход к моделированию внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
CFD-технология моделирования внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
Сравнительный анализ классической и CFD-технологий моделирования внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
Анализ структуры рабочих процессов маршевого ЖРД НК-33
Пневмогидравлическая схема и технические характеристики основных агрегатов ЖРД НК-33
Структура моделей внутрикамерных рабочих процессов ЖРД НК-33
Разработка CAE-технологии моделирования внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД с использованием программного комплекса Ansys CFX
Создание геометрической модели (CAD-модели) расчетной зоны
Создание сеточной модели расчетной зоны на базе геометрической модели
Создание расчетной модели на базе сеточной модели
Получение решения, графическое представление и анализ результатов численного расчета
Разработка CAE-технологии моделирования влияния вязкости и теплообмена на течение продуктов сгорания в соплах маршевых ЖРД
Физико-математическая модель учета влияния вязкости и конвективного теплообмена на течение продуктов сгорания в соплах маршевых ЖРД в приближении турбулентного пограничного слоя
Компьютерная реализация модели учета влияния вязкости и конвективного теплообмена на течение продуктов сгорания в соплах маршевых ЖРД в приближении турбулентного пограничного слоя
Пример численного расчета внутрикамерных рабочих процессов ЖРД на базе НК-33
Назначение примера и структура решаемых задач
Результаты термодинамического расчета ЖРД НК в идеальном приближении
Результаты САЕ-расчета внутрикамерных рабочих процессов ЖРД на базе НК-33 с использованием Ansys CFX
Результаты САЕ-расчета влияния вязкости и конвективного теплообмена на течение продуктов сгорания в сопле ЖРД НК-33 в приближении турбулентного пограничного слоя
PDM-технология хранения данных о численном моделировании внутрикамерных рабочих процессов маршевых ЖРД
Заключение
Список использованных источников
Приложения