Численное моделирование газодинамики струй азота при истечении в разреженное пространство

С помощью комбинированного подхода выполнено численное моделирование струи азота, расширяющейся при истечении из сопла в вакуумную камеру. Параметры течения в сопле и ближнем поле струи определялись путем решения уравнений Навье–Стокса с помощью программы ANSYS Fluent, течение газа на больших расстояниях от среза сопла моделировалось методом прямого статистического моделирования с использованием программного комплекса SMILE. Применение такого подхода позволило выполнить достаточно точные расчеты в ближнем поле струи, при этом были учтены температурная неравновесность расширяющейся струи газа и другие эффекты разрежения в дальнем поле струи. Проведена верификация используемого подхода различными приближенными аналитическими моделями истечения газа в вакуум. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными показало, что они хорошо согласуются.