Математическое моделирование взаимодействия струй со сверхзвуковым высокоэнтальпийным потоком в расширяющемся канале

Приводятся результаты моделирования взаимодействия плоской сверхзвуковой струи со сверхзвуковым турбулентным высокоэнтальпийным потоком в канале. Задача решается в двумерной постановке при числах Маха внешнего течения $\mathrm{M}_\infty= 2{,}6$; $2{,}8$ и больших значениях полной температуры потока $T_0=1800\div 2000$ K. Математическая модель включает полные осредненные уравнения Навье–Стокса, дополненные двухпараметрической моделью турбулентности и уравнением, описывающим перенос выдуваемого вещества. Расчеты проведены с использованием программного комплекса ANSYS Fluent 12.1. На основе известных результатов экспериментов по поперечному выдуву струй азота и гелия выполнена верификация расчетной методики. Показано, что результаты расчета и эксперимента удовлетворительно согласуются. Для исследуемых задач наряду с распределениями характеристик на поверхности получены поля параметров течения, позволяющие выявить особенности, которые трудно воспроизвести в эксперименте. Параметрические исследования показали, что увеличение угла наклона и массового расхода струи приводит к увеличению глубины проникания струи в поток, но при этом реализуются более интенсивные отрывы и скачки.