Методики чисельного моделювання ІЧ-випромінювання газотурбінних двигунів для оцінки можливостей зниження помітності літальних апаратів
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.04.043Ключові слова:
ІЧ помітність, газотурбінний двигун, чисельні методиАнотація
Досліджено існуючі у світовій науковій літературі методики розрахунку ІЧ-випромінювання газотур- бінних двигунів (ГТД). Описано склад газів у вихлопі ГТД та наведено дані про основні спектральні властивості таких газів, які необхідно враховувати при моделюванні ІЧ випромінювання ГТД. Розглянуто існуючі чисельні методи розрахунку взаємодії ІЧ випромінювання із газом всередині ГТД, та наведено дані стосовно точності таких методів. Оцінено переваги та недоліки line-by-line, зональних та глобальних методів моделювання випромінювання та поглинання газів для застосування у інженерних розрахунках авіаконструкторами, та встановлено найбільш прийнятні за точністю, простотою реалізації та швидкістю рахунку методи із наведеного переліку. Наведено перелік основних методів чисельного вирішення рівняння переносу ІЧ випромінювання в ГТД між його внутрішніми стінками та газом всередині двигуна. Показано особливості реалізації чисельного алгоритму на основі методу Монте—Карло для різних постановок задачі розрахунку ІЧ помітності ГТД та вибрано найбільш оптимальний метод для чисельного знаходження кутового розподілу ІЧ випромінювання у задній напівсфері за зрізом сопла двигуна.
Завантаження
Посилання
Taine, J. & Soufiani, A. (1999). Gas IR Radiative Properties: From Spectroscopic Data to Approximate Models. Advances in Heat Transfer, 33, pp. 295-414. Doi: https://doi.org/10.1016/S0065-2717(08)70306-X
Farmer, J. & Roy, S. (2020). A quasi-Monte Carlo solver for thermal radiation in participating media. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 242, pp. 106753. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2019.106753
Masiol, M. & Harrison, R. M. (2014). Aircraft engine exhaust emissions and other airport-related contributions to ambient air pollution: A review. Atmospheric Environment, 95, pp. 409-455. Doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.05.070
Robertson, D., Elwood, J. & Groth, R. (1979). Chemical composition of exhaust particles from gas turbine engines, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C., EPA/600/2-79/041
Lefebvre, A. H. (1984). Flame radiation in gas turbine combustion chambers, Int. J. Heat and Mass Transfer, 27, Iss. 9, pp. 1493-1510. Doi: https://doi.org/10.1016/0017-9310(84)90262-X
Lefebvre, A. H. (1969). Radiation from flames in gas turbines and rocket engines. Symposium (International) on Combustion, 12, Iss. 1, pp. 1247-1253. Doi: https://doi.org/10.1016/S0082-0784(69)80501-1
Reardon, J. E. & Lee, Y. C. (1979). A computer program for thermal radiation from gaseous rocket exhaust plumes GASRAD. NASA Technical Reports, document ID 19800018922
Rothman, L. S., Gordon, I. E., Babikov, Y. et al. (2013). The HITRAN2012 molecular spectroscopic data base. J. Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 130, pp. 4-50. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2013.07.002
Rothman, L. S., Gordon, I. E., Barber, R. J. et al. (2010). HITEMP, the high-temperature molecular spectroscopic database. J. Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 111, pp. 2139-2150. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2010.05.001
Modest, M. F. (1991). The Weighted-Sum-of-Gray-Gases Model for Arbitrary Solution Methods in Radiative Transfer. J. Heat Transfer, 113(3), pp. 650-656. Doi: https://doi.org/10.1115/1.2910614
Pierrot, L., Soufiani, A. & Taine, J. (1999). Accuracy of narrow-band and global models for radiative transfer in H2O, CO2 and H2O-CO2 mixtures at high temperature. J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 62(5), pp. 523-548. Doi: https://doi.org/10.1016/S0022-4073(98)00125-3
Grosshandler, W. L. (1980). Radiative Heat Transfer in Nonhomogeneous Gases: A Simplified Approach. Int. J. Heat and Mass Transfer, 23(11), pp. 1447-1459. Doi: https://doi.org/10.1016/0017-9310(80)90149-0
Pierrot, L., Rivière, P., Soufiani, P. & Taine, J. (1999). A fictitious-gas-based absorption distribution function global model for radiative transfer in hot gases. J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 62(5), pp. 609-624. Doi: https://doi.org/10.1016/S0022-4073(98)00124-1
Wang, P., Fan, F. & Li, Q. (2014). Accuracy evaluation of the gray gas radiation model in CFD simulation. Case Studies in Thermal Engineering, 3, pp. 51-58. Doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2014.03.003
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
