Математическое моделирование тепловых и газодинамических процессов при проектировании летательных аппаратов, Горский В.В., Ватолина Е.В., Братчев А.В., 2011

Математическое моделирование тепловых и газодинамических процессов при проектировании летательных аппаратов, Горский В.В., Ватолина Е.В., Братчев А.В., 2011.

   Рассмотрены вопросы, связанные с повышением качества проектирования летательных аппаратов за счет использования крупных программных комплексов, предназначенных для решения широкого круга проектных задач в строгой взаимно сопряженной постановке, и численных решений уравнений Эйлера и Навье - Стокса для случая обтекания газом тел сложной формы. Особое внимание уделено технологии создания крупных программных комплексов, численным методам решения сложных физико-математических задач, качеству описания экспериментальных данных при использовании конкретных программ для решения уравнений Эйлера и Навье - Стокса.
Для студентов старших курсов, аспирантов и научных работников, связанных с решением различных задач газовой динамики, конвективного теплообмена, тепловой защиты и проектирования летательных аппаратов и других высокоэнергетических устройств.




Расчет нагрева и уноса массы теплозащитного материала.
В расчете тело, обтекаемое набегающим потоком газа, условно подразделяется на две части (наконечник и корпус), для которых используются различные подходы к расчету уноса массы их теплозащитного материала.

Принимается, что наконечник тела, представляющий собой наиболее высокотемпературный элемент конструкции, изготовлен из однородного материала и характеризуется заметным обгаром его затупленной части. Основной целью комплексного расчета как раз и является учет влияния обгара на тепловые, динамические, инерционно-массовые и аэродинамические характеристики тела. В условиях больших линейных скоростей разрушения теплозащитного мате-
риала на затупленной части наконечника, а для решения такого рода задач и предназначена данная методика, режим уноса массы его теплозащитного материала близок к квазистационарному [44]. В связи с этим расчет нестационарного нагрева наконечника изделия исключен из рассмотрения, а расчет уноса массы с его поверхности, обтекаемой набегающим потоком газа, заключается в определении квазистационарных абляционных характеристик материала, из которого изготовлен элемент конструкции. В зависимости от класса используемых теплозащитных материалов могут применяться различные подходы к расчету их абляционных характеристик.

Оглавление.
Предисловие.
Введение.
Глава 1. Методика комплексного взаимно сопряженного расчета параметров движения, нагрева и обгара осесимметричных летательных аппаратов в плотных слоях атмосферы Земли.
1.1. Общие сведения.
1.2. Методология построения крупных программных комплексов.
1.3. Методика комплексного расчета параметров конвективного теплообмена и изменения формы тела.
1.4. Пример прикладного расчета.
Глава 2. Автоматизированный универсальный крупный программный комплекс для исследования газовой динамики, конвективного и кондуктивного теплообмена в процессе проектирования современных летательных аппаратов.
2.1. Общие сведения.
2.2. Структура крупного программного комплекса РАСКЕТ6.
2.3. Пакет прикладных программ для газодинамического расчета летательных аппаратов произвольной формы.
2.4. Пакет прикладных программ для расчета параметров конвективного теплообмена на летательных аппаратах произвольной формы.
2.5. Пакет прикладных программ для расчета параметров кондуктивного теплообмена в совокупности конструкционных пакетов.
2.6. Пакет прикладных программ для расчета параметров газа, необходимых дня проведения газодинамических и тепловых расчетов.
2.7. Библиотека программ решения стандартных задач прикладной математики.
2.8. Программа формирования обводов локального тела.
Глава 3. Методика проектного обобщенного газодинамического расчета параметров газа над поверхностью летательных аппаратов произвольной формы.
3.1. Общие сведения.
3.2. Физическая постановка задачи.
3.3. Метод расчета, основанный на использовании газодинамических универсальных баз данных.
3.4. Метод газодинамического расчета, основанный на использовании газодинамических специализированных баз данных.
3.5. Газодинамический расчет затупленной поверхности летательных аппаратов с использованием аппроксимационных формул.
3.6. Газодинамический расчет острою тела.
3.7. Газодинамический расчет по методу Ньютона.
3.8. Газодинамический расчет но методу Прандтля - Манера.
Глава 4. Методика расчета параметров конвективного теплообмена на поверхности летательных аппаратов произвольной формы.
4.1. Расчет среднемассовых параметров невязкою течения газа в тираничном слое.
4.2. Методика определения месторасположения переходной области на поверхности летательных аппаратов.
4.3. Апробация методики расчета параметров конвективного теплообмена.
Глава 5. Современный инструментарий решения задач обтекания тел сложной формы сверхзвуковым потоком газа в рамках уравнений Эйлера.
5.1. Общие сведения.
5.2. Физико-математическая постановка задачи.
5.3. Система криволинейных координат.
5.4. Конечно-разностный метод решения задачи.
5.5. Специальные алгоритмы, применяемые в областях разрывов решения.
5.6. Особенности физико-математической постановки задачи, связанные с использованием свойств газа в состоянии термохимического равновесия.
5.7. Методика газодинамического расчета параметров газа на затупленной части тела.
5.8. Апробация программного комплекса.
Глава 6. Современный инструментарии решения газодинамических и тепловых задач при обтекании тел сложной формы в рамках уравнений Навье - Стокса.
6.1. Общие сведения.
6.2. Проблемно-ориентированный интегрированный программный комплекс.
6.3. Физико-математическая постановка задачи и метод ее решения.
6.4. Термодинамические свойства газовой смеси.
6.5. Граничные условия.
6.6. Химическая и транспортная модели газовой среды.
6.7. Апробация программного комплекса.
6.8. Применение программного комплекса для решения задач с учетом турбулентности.
6.9. Транспортная модель турбулентности.
Литература.

Купить .





Теги: учебник по математике :: математика :: Горский :: Ватолина :: Братчев