Numerical simulation of compressible gas flow in flat channels in the narrow channel approximation
https://doi.org/10.26907/0021-3446-2023-9-85-95
Abstract
In this paper, numerical simulation of a compressible gas in plane channels of constant and variable cross-section is performed within the framework of two-dimensional parabolized Navier-Stokes equations. The "narrow channel approximation" model is used for the numerical solution of the uranation system.
A number of transformations are described in detail, such as de-dimensioning the equation system, reducing the considered area to a square, as well as thickening the calculated points in large gradients of gas dynamic parameters. Flow conservation conditions are used to determine the pressure gradient.
An effective method is given for simultaneously determining the pressure gradient and the longitudinal velocity, then other gas dynamic parameters stable for subsonic and supersonic flows, as well as a method for determining the critical flow rate for solving Laval nozzle problems.
The results of methodical calculations are presented, with the aim of verifying the effectiveness of the developed calculation methodology, as well as confirming the reliability of the results obtained by comparing them with data from other authors
About the Author
S. Khodjiev
Bukhara State University
Uzbekistan
Uzbekistan
Safar Khodjiev
11 M. Ikbol str., Bukhara, 200100
References
1. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры (Физматлит, М., 2001).
2. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей (Наука, М., 1989).
3. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен, в 2-х т. Т.1: Пер. с англ. (Мир, М., 1990).
4. Роуч П. Вычислительная гидромеханика (Мир, М., 1980).
5. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа (Дрофа, М., 2003).
6. Ходжиев С., Жумаев Ш.З., Едгоров О.О. ¨ Численный расчет внутренних течений сжижаемого газа по неявнофакторизованной разностной схеме, Изв.АН. УзССР. Сер. техн. наук. (2), 28–34 (1990).
7. Манина М.П., Поспелов В.А., Ходжиев С. Решение прямой задачи сопла Лаваля в приближении «узкого канала» методом установления, в сб. Гидрогазодинамика. Л.: ЛГТУ, 26–30 (1983).
8. Бассина И.А., Дорот В.Л., Стрелец М.Х. Расчет пограничного слоя в сопле непрерывно действующего сверхзвукового химического лазера, Изв. АН СССР, МЖГ (3), 120–126 (1979).
9. Гиневский А.С., Иоселевич В.А., Колесников А.В. и др. Методы расчета турбулентного пограничного слоя. Итоги науки и техники. Сер. механ. жидкости и газа (ВИНИТИ, 1978).
10. Лапин Ю.В. Турбулентный пограничный слой в сверхзвуковых потоках газа (Наука, М., 1982).
11. Кузнецов А.Е., Нехамкина О.А., Стрелец М.Х. О численном моделировании дозвуковых течений в каналах с внезапным расширением на основе приближения узкого канала, ТВТ 25 (2), 296–303 (1987).
12. Rae W.J. Some numerical results on viscous low-density nozzle flows in slender-channel approximation, AIAA J. 9 (5), 811–820 (1971).
13. Вильямс Ш. Течения вязкого сжимаемого газа в узких каналах, Ракетн. техн. и космонавтика 1 (1), 215–224 (1963). [14] Симуни Л.М. Движение вязкой несжимаемой жидкости в плоской трубе, Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 5 (6), 1138–1141 (1965).
14. Ветлуцкий В.Н., Мучная М.И. Расчет вязкого течения в гиперзвуковом сопле, Изв. АН СССР, МЖГ (4), 29–35 (1977).
15. Гиршфелдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей (Ин. лит., М., 1961). [17] Глушко В.П. Термодинамические свойства индивидуальных веществ (Наука, М., 1962).
16. Левин В.Я., Нигодюк В.Е., Пирумов У.Г. и др. Исследование течений в соплах Лаваля при низких числах Рейнольдса, Изв. АН СССР. МЖГ (3), 90–97 (1980).
Review
For citations:
Khodjiev S. Numerical simulation of compressible gas flow in flat channels in the narrow channel approximation. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Matematika. 2023;(9):85-95. (In Russ.) https://doi.org/10.26907/0021-3446-2023-9-85-95
Views:
128
Email this article 