Кузьмин Александр Григорьевич

Санкт-Петербургский государственный университет

При сверхзвуковой скорости потока воздуха на входе в воздухозаборник или межлопаточный канал турбомашины, как известно, происходит формирование ударных волн, на которых параметры потока изменяются скачкообразно. Положение ударных волн может резко изменяться при малых изменениях условий на входе и выходе, при этом могут наблюдаться разные режимы и гистерезис течения. Вопросы перехода между разными режимами были детально изучены для двумерных, осесимметричных и пространственных воздухозаборников конфузорно-диффузорного типа, а также для изогнутых каналов прямоугольного поперечного сечения при стационарных и нестационарных изменениях параметров сверхзвукового потока на входе. В настоящей работе рассматривается двумерный канал с 9%-м изгибом и достаточно большой длиной участка, расположенного ниже по течению от изгиба. Проведено численное исследование турбулентного трансзвукового течения при заданных колебаниях давления на выходе из канала. Решения системы уравнений Рейнольдса, описывающих параметры воздуха и структуру течения, получены с помощью вычислительного пакета ANSYS-18.2. Полученные решения показывают существование разных режимов при одном и том же стационарном или колебательном давлении в выходном сечении канала. Установлены условия перехода от режима с многократным отражением наклонных ударных волн от стенок к режиму с ударной волной, расположенной у входа в канал. Показано, что обратного перехода не наблюдается при вариациях давления в выходном сечении канала; для такого перехода необходимо увеличение числа Маха или давления в набегающем потоке.

численное моделирование, трансзвуковое течение, колебания, неединственность