Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0825U002817, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії, 113, Прикладна математика

Дата захисту

Статус

Запланована

Назва роботи

Моделювання газодинамічних і теплообмінних процесів в двигуні з центральним тілом автофажної ракети

Здобувач

Ємець Михайло Віталійович,

Керівник Дреус Андрій Юлійович
Опонент Перцевий Віталій Олександрович
Опонент Кваша Юрій Олександрович
Рецензент Бразалук Юлія Володимирівна
Рецензент Губін Олександр Ігорович

Опис

У дисертаційній роботі розроблено комплексну математичну та комп’ютерну модель газодинамічних і тепломасообмінних процесів у двигуні з центральним тілом перспективної автофажної ракети. Актуальність дослідження обумовлюється розвитком технології створення автофажних ракет, що потребує розробки моделей та методик розрахунку газодинамічних і теплообмінних процесів в їхніх двигунах нового типу. Метою роботи є підвищення ефективності автофажного двигуна шляхом створення достовірної математичної та чисельної моделі взаємопов'язаних хімічних, газодинамічних і теплофізичних процесів, яка дає змогу прогнозувати параметри потоку та теплові навантаження за різних комбінацій полімерного пального і твердого окислювача. Для досягнення цієї мети виконано критичний огляд літератури, сформульовано рівняння тепломасообміну з урахуванням газифікації палива, розроблено тривимірну CFD-модель течії в камері згоряння й соплі Лаваля та проведено серію чисельних експериментів із перевіркою збіжності. Вперше отримано систематизовані дані щодо впливу геометрії внутрішнього центрального тіла - газифікатора на структуру кільцевого потоку, режими теплообміну та стабільність горіння. Зазначено можливі критерії вибору матеріалу газифікатора й схеми його охолодження, які враховують максимальні теплові потоки на його поверхні. На основі термодинамічних розрахунків визначено рівноважний склад продуктів згоряння для низки перспективних композицій «пальне – окислювач», а також оцінено теплофізичні параметри продуктів згоряння та енергетичні властивості. Результати CFD-моделювання підтверджено аналізом енергетичних балансів, сітковою збіжністю та співставленням із незалежними аналітичними розв’язками. Запропонована модель є універсальною й може використовуватися для оптимізації перспективиних конструкцій автофажних ракет. Достовірність отриманих результатів забезпечується використанням класичних фізико-математичних моделей теплообміну та стисливої газодинаміки, що добре апробовані у практиці інженерного моделювання. Точність обчислень контролювалася шляхом сіткової збіжності та перевірки енергетичних балансів. Узгодженість результатів із відомими теоретичними положеннями та опублікованими дослідженнями інших авторів також підтверджує надійність зроблених висновків. Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, вперше розроблена математична та деталізована комп’ютерна модель для визначення термогазодинамічних процесів в камері згоряння двигуна нового типу, який використовує автофажний принцип. Це має велике практичне значення, оскільки дозволяє оцінити раціональні конструктивні параметри для внутрішнього тіла – газифікаційної камери, компонентів палива та конструкції сопла. Результати дисертаційного дослідження можуть бути впровадженими в рамках проектів з розробки прототипів ракет з автофажними двигунами.

Додано в НРАТ

2025-07-09