| 1 |
1 сентября 2012 г.-31 декабря 2012 г. |
Верификация численных моделей сверхзвуковых газоплазменных течений на основе сравнения с экспериментальной визуализацией |
| Результаты этапа: В рамках проекта проведено тестирование программы численного расчета нестационарных сверхзвуковых течений на основе систематического сравнения результатов численной и экспериментальной визуализации. Проведено сопоставление полученных численных и экспериментальных данных анализа течений с локальным энергоподводом: распространение плоской ударной волны с M= 1.5-3.0 по области импульсного поверхностного разряда.
Доработан и отлажен численный алгоритм расчета трехмерных сверхзвуковых течений с импульсным энергоподводом (последовательный код). Показано, в частности, что влияние краевых эффектов на квазидвумерную структуру течения выражается в появлении неискаженной части фронта ударной волны у стенки, визуализируемой на теневых снимках.
Совпадение результатов экспериментов и расчетов дает возможность исследования адекватности (валидации) разработанных численных моделей и алгоритмов и позволяет восстановить динамику исследуемых высокоскоростных процессов, не доступную для регистрации оптическими методами. |
| 2 |
1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. |
Верификация численных моделей сверхзвуковых газоплазменных течений на основе сравнения с экспериментальной визуализацией |
| Результаты этапа: В рамках проекта было проведено тестирование программ численного расчета пространственных сверхзвуковых газоплазменных течений на основе экспериментальных данных по оптической визуализации. Выполнялось комплексное численное и
экспериментальное исследование двух типов модельных высокоскоростных течений.
Первый тип течения возникал при движении плоской ударной волны по области сильноточного импульсного разряда, инициированного в ударной трубе. Качественная структура получающегося квазидвумерного нестационарного течения с разрывами и неоднородностями изучалась по экспериментальным теневым снимкам. Для получения полей плотности использовался теневой фоновый метод (ТФМ).
Второй тип течения представлял собой дифракцию плоской ударной волны из канала ударной трубы прямоугольного сечения. Оптическая диагностика импульсного трехмерного потока осуществлялась методом цифровой трассерной визуализации (Particle Image Velocimetry, PIV) и ТФМ.
В обоих случаях было проведено численное моделирование течений на основе двух- и трехмерных уравнений газодинамики (на основе систем Навье-Стокса и Эйлера).
Совпадение результатов экспериментов и расчетов дало возможность верифицировать разработанные численные модели и алгоритмы. Численное моделирование позволило также восстановить динамику и параметры исследуемых высокоскоростных процессов, недоступные при исследовании только экспериментальными оптическими методами. |
