Общий принцип максимума давления в стационарных течениях невязкого газа

Обложка
  • Авторы: Сизых Г.Б.1
  • Учреждения:
    1. Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
  • Выпуск: Том 26, № 3 (2022)
  • Страницы: 544-555
  • Раздел: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
  • Статья получена: 11.08.2022
  • Статья одобрена: 17.08.2022
  • Статья опубликована: 30.09.2022
  • URL: https://journals.eco-vector.com/1991-8615/article/view/109730
  • DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1946
  • ID: 109730


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В рамках уравнений Эйлера рассматривается возможность достижения экстремальных значений давления во внутренней точке стационарного течения невязкого газа. Течение может быть небаротропным. Известный (Г.Б. Сизых, 2018) дозвуковой принцип максимума давления (ДПМД) нельзя применять в трансзвуковых и в сверхзвуковых областях течений. В условиях классического принципа максимума давления К. Трусделла (1953) отсутствует ограничение на значения местных чисел Маха, однако он обладает рядом особенностей, не позволяющих применять его для верификации численных расчетов так же, как это можно делать при использовании ДПМД в дозвуковых областях. Обнаруживается неизвестный ранее принцип максимума давления: найдена функция производных параметров течения, которая должна иметь определенный знак (различный для минимума и для максимума давления) в точке, в которой давление достигает строгого или нестрогого локального экстремума. Этот принцип максимума давления назван «общим» (ОПМД), поскольку в его условия не входят баротропность, ограничение на значения местных чисел Маха и предположение о том, что газ подчиняется уравнению Менделеева–Клапейрона. Одним из следствий ОПМД является вывод о том, что из условий принципа максимума давления К. Трусделла можно исключить требование баротропности. ОПМД предлагается использовать для верификации численных расчетов течения идеального газа за отошедшим скачком уплотнения, формирующимся при сверхзвуковом обтекании тел, а также для проверки численных расчетов обтекания тел вязким газом в областях, удаленных от источников завихренности, где влиянием вязкости можно пренебречь.

Об авторах

Григорий Борисович Сизых

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: o1o2o3@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5821-8596
SPIN-код: 5348-6492
Scopus Author ID: 6508163390
ResearcherId: ABI-3162-2020
http://www.mathnet.ru/person112378

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент; каф. высшей математики

Россия, 141700, Долгопрудный, Институтский пер., 9

Список литературы

  1. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 2. М.: Наука, 1973. 584 с.
  2. Batchelor G. K. An Introduction to Fluid Dynamics. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1967. xviii+615 pp.
  3. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
  4. Вышинский В. В., Сизых Г. Б. О верификации расчетов стационарных дозвуковых течений и о форме представления результатов // Матем. моделирование, 2018. Т. 30, № 6. С. 21–38. EDN: XQMWMX.
  5. Anikin V. A., Vyshinsky V. V., Pashkov O. A., Streltsov E. V. Using the maximum pressure principle for verification of calculation of stationary subsonic flow // Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Ser. Mechanical Engineering, 2019. no. 6. pp. 4–16. EDN: XORYQW. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2019-6-4-16.
  6. Вышинский В. В., Зоан К. Т. Численное моделирование обтекания фрагментов ландшафта и вопросы верификации решений // Уч. зап. ЦАГИ, 2020. Т. 51, № 6. С. 60–68. EDN: GGKJCX.
  7. Айрапетов А. Б., Вышинский В. В., Катунин А. В. К вопросу о верификации расчетов стационарных дозвуковых течений около плохообтекаемых тел // Уч. зап. ЦАГИ, 2021. Т. 52, № 1. С. 34–40. EDN: YWTAMA.
  8. Вышинский В. В., Зоан К. Т. Аэродинамика самолета в возмущенной атмосфере // Труды МФТИ, 2021. Т. 13, № 2. С. 40–48. EDN: NJOMFE. DOI: https://doi.org/10.53815/20726759_2021_13_2_40.
  9. Вышинский В. В., Зоан К. Т. Обтекание горного ландшафта в окрестности аэропорта Дананг атмосферным ветром и вопросы безопасности полета // Научн. вестн. МГТУ ГА, 2021. Т. 24, № 6. С. 27–41. EDN: ZNMMDG. DOI: https://doi.org/10.26467/2079-0619-2021-24-6-27-41.
  10. Айрапетов А. Б., Вышинский В. В., Катунин А. В. Обтекание пролетных конструкций объездной дороги аэропорта Адлер и вопросы безопасности посадки // Уч. зап. ЦАГИ, 2021. Т. 52, № 6. С. 41–49. EDN: XFZYOF.
  11. Vyshinsky V. V., Chinh D. C. Study of aerodynamic characteristics of an aircraft during approach to landing in a disturbed atmosphere // Vietnam J. Mech., 2022. vol. 44, no. 2. pp. 133–152. DOI: https://doi.org/10.15625/0866-7136/16760.
  12. Брутян М. А., Вышинский В. В., Раздобарин А. М. Применение критериев независимой верификации решений для повышения качества численных расчетов // Уч. зап. ЦАГИ, 2022. Т. 53, № 4. С. 26–32. EDN: PPTOCU.
  13. Truesdell C. Two measures of vorticity // J. Rational Mech. Anal., 1953. vol. 2, no. 2. pp. 173–217. DOI: https://doi.org/10.1512/iumj.1953.2.52009.
  14. Hopf E. Elementare Bemerkungen über die Lösungen partieller Differentialgleichungen zweiter Ordnung vom elliptischen Typus // Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften, 1927. vol. 19. pp. 147–152 (In German).
  15. Miranda C. Partial Differential Equations of Elliptic Type. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1970. xii+370 pp. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-87773-5.
  16. Беспорточный А. И., Бурмистров А. Н., Сизых Г. Б. Вариант теоремы Хопфа // Труды МФТИ, 2016. Т. 8, № 1. С. 115–122. EDN: VSMAAX.
  17. Сизых Г. Б. Система ортогональных криволинейных координат на изоэнтропийной поверхности за отошедшим скачком уплотнения // ПММ, 2020. Т. 84, № 3. С. 304–310. EDN: JLOYTW. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823520020071.
  18. Сизых Г. Б. Второе интегральное обобщение инварианта Крокко для 3D-течений за отошедшим головным скачком // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2021. Т. 25, № 3. С. 588–595. EDN: LRHSER. DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1861.
  19. Сизых Г. Б. Интегральный инвариант течений идеального газа за отошедшим скачком уплотнения // ПММ, 2021. Т. 85, № 6. С. 742–747. EDN: SRMQIO. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823521060102.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах