Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Численное исследование высокоскоростного неравновесного течения с приложенным магнитным полем

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2017-29(6)-19

Полный текст:

Аннотация

Статья описывает разработку и тестирование модификации решателя для гиперзвукового реагирующего течения в среде численного моделирования OpenFOAM. Модификация создается для моделирования взаимодействия между течением и приложенным постоянным магнитным полем. Цель разработки - создать численный инструментарий для исследования концепции магнитогидродинамического управления потоком и его возможных применений. Создаваемое приложение использует математическую модель на основе уравнений Навье-Стокса, дополненных необходимыми вспомогательными моделями для описания сопряженных процессов. Тестирования решателя проводилось на задачах, демонстрирующих основные возможности созданного приложения в моделировании высокоскоростных МГД-течений различных режимов. Тестовые примеры представляют собой задачи обтекания двумерных плоско и цилиндрически симметричных тел, имеющих форму, характерную для аппаратов, для которых известны потенциальные способы применения МГД управления. Исследовалось влияние выбора модели электропроводимости на результаты численного моделирования. Сравнение результатов показало зависимость важности выбора модели электропроводимости от разреженности рассматриваемого газового потока.

Об авторах

А. И. Ряховский
ФТИ им. А.Ф. Иоффе; Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого
Россия


А. А. Шмидт
ФТИ им. А.Ф. Иоффе; Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого
Россия


В. И. Антонов
Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого
Россия


Список литературы

1. V. Bityurin, A. Bocharov, and J. Lineberry. MHD flow control in hypersonic flight. AIAA Paper, 3225, 2005.

2. T. Fujino, T. Yoshino, and M. Ishikawa. Numerical Analysis of Reentry Trajectory Coupled with Magnetohydrodynamics Flow Control. Journal of Spacecraft and Rockets, 45(5), 911, 2008.

3. N. Bisek, I. Boyd, and J. Poggie. Numerical study of plasma-assisted aerodynamic control for hypersonic vehicles. Journal of Spacecraft and Rockets, 46(3), 568, 2009.

4. E. Allen. The Case for Near Space. Aerospace America, February 2006,

5. A. Ryakhovskiy, and A. Schmidt. MHD supersonic flow control: OpenFOAM simulation. Trudy ISP RAN / Proc. ISP RAS, vol, 28, issue 1, 2016, pp. 197-206. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(1)-11

6. V. Casseau, R. Palharini, T. Scanlon, and R. Brown. A two-temperature open-source CFD model for hypersonic reacting flows, part one: zero-dimensional analysis. Aerospace, vol. 3(4), 2016.

7. I. Sarris, G. Zikos, A. Grecos, A. P., and N. Vlachos. On the limits of validity of the low magnetic Reynolds number approximation in MHD natural-convection heat transfer. Numerical Heat Transfer. Part B: Fundamentals, 50(2), pp. 157-180, 2006.

8. L. Spitzer and R. Härm. Transport phenomena in a completely ionized gas. Physical Review, 89(5), 977, 1953.

9. S. Chapman. and T. Cowling. The mathematical theory of non-uniform gases: an account of the kinetic theory of viscosity, thermal conduction and diffusion in gases. Cambridge university press, 1970.

10. Bush, W. B. Magnetohydrodynamic - Hypersonic Flow Past a Blunt Body. Journal of Aero/Space Sciences, Vol. 25, No. 11, November 1958, pp. 685–690.

11. Raizer, Y. P., Gas Discharge Physics, Springer-Verlag, 1991

12. С. Суржиков. Расчетное исследование аэротермодинамики гиперзвукового обтекания затупленных тел на примере анализа экспериментальных данных. М.: ИПМ им. АЮ Ишлинского РАН, 2011, 84 стр.


Для цитирования:


Ряховский А.И., Шмидт А.А., Антонов В.И. Численное исследование высокоскоростного неравновесного течения с приложенным магнитным полем. Труды Института системного программирования РАН. 2017;29(6):299-310. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2017-29(6)-19

For citation:


Ryakhovskiy A.I., Schmidt A.A., Antonov V.I. Numerical Simulation of High-Speed Non-equilibrium Flow with Applied Magnetic Field. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2017;29(6):299-310. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2017-29(6)-19

Просмотров: 82


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)