Дешко Г. Є. Чисельне моделювання струменевих течій в'язкого багатокомпонентного хімічно-реагуючого газу

Об'єкт дослідження - рух турбулентної хімічно-реагуючої багатокомпонентної газової суміші в каналах і струменях. Мета дослідження - розробка раціональних алгоритмів оперативного розрахунку стаціонарних струменевих турбулентних нерівноважних течій та з'ясування характерних особливостей запалювання та горіння вуглеводневих палив у дозвукових і надзвукових струменях на основі спрощених рівнянь Нав'є-Стокса - стаціонарних рівнянь "вузького каналу" і "в'язкого шару" c використанням економічних маршових методів. Метод дослідження - чисельне моделювання турбулентних нерівноважних течій на основі спрощених рівнянь Нав'є-Стокса з використанням маршових методів. В роботі розроблено науково-методичне забезпечення, яке дозволяє проводити дослідження та аналіз закономірностей, що притаманні процесам запалювання і горіння газоподібних вуглеводневих струменів у повітрі і може бути корисним для поглиблення знань щодо високотемпературних нерівноважних процесів механіки суцільного середовища. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що розроблене науково-методичне забезпечення та виявлені в роботі особливості нерівноважних течій можуть бути використані для зменшення кількості експериментальних досліджень, інтерпретації результатів експериментів, вибору початкових параметрів на етапі розробки, впровадження та оптимізації різних технічних пристроїв у машинобудуванні та у технологічних процесах хімічної або металургійної промисловості, в авіаційно-космічній техніці, при розробці камер згоряння прямоточних повітряно-реактивних двигунів тощо. Наукова новизна. Розроблено раціональні алгоритми визначення поздовжнього градієнта тиску та асимптотичної границі струменя, які дозволяють зменшити обчислювальні витрати при моделюванні струменевих нерівноважних течій у рамках моделей "вузького каналу" і "в'язкого шару". Обрано модель турбулентності і раціональну кінетичну модель горіння вуглеводневого палива, що дозволяють проводити чисельні дослідження струменевих турбулентних течій хімічно-реагуючих газових сумішей. Виявлено важливі закономірності запалювання та горіння паливного струменя у супутньому потоці як при дозвуковому так і при надзвуковому горінні та сформульовано пропозиції для вибору раціональних параметрів нерівноважної газової течії, що покращують процеси змішування, запалювання та вигоряння пального. Галузь застосування: термогазодінамічні процеси в каналах, струменях і газодинамічних трактах прямоточних повітряно-реактивних двигунів.