Решение многодисциплинарных задач газовой динамики при проектировании авиационных двигателей

Отражены методологии расчетного анализа, позволяющие численно моделировать сложные нестационарные процессы, протекающие в авиационных двигателях, в области газовой динамики, аэроакустики, прочности и теплообмена. В частности, подробно исследуются явления, возникающие при решении многодисциплинарных задач в авиационном двигателестроении. В области аэроакустики рассмотрены вопросы генерации акустических пульсаций турбулентным потоком, взаимодействия этих пульсаций с элементами двигателя и их распространения в ближнем и дальнем поле. Исследуется вопрос оценки динамических напряжений в лопатках турбомашин. Разработанная методология позволяет описать как нагружение лопаток за счет действия нестационарных газовых сил, так и их динамический отклик с учетом формы колебаний, уровня газодинамической нагрузки и демпфирования лопаток. С точки зрения обеспечения длительного ресурса работы двигателя, крайне важна оценка теплового состояния лопаток турбины высокого давления (ТВД) с максимально возможным уровнем точности. На основе наиболее критического элемента ТВД (рабочей лопатки первой ступени) представлена методология оценки теплового состояния лопаток в совместной постановке. Такая постановка позволяет полностью описать теплообмен на границе газ - твердое тело. Рассмотренные методологии численного анализа включают в себя применение специализированного программного обеспечения собственной разработки. Представлены примеры применения разработанных методологий при проектировании перспективного авиационного двигателя.
Книга предназначена для научных сотрудников и инженеров-расчетчиков, принимающих участие в проектировании авиационных двигателей, а также для студентов и аспирантов, желающих подробнее познакомиться с исследованиями в данной предметной области. Она также может быть полезна и более широкому кругу читателей, занимающихся численным моделированием нестационарных задач в области газовой динамики, аэроакустики, прочности и теплообмена.