Эта книга про колонизацию новой планеты в далёком космосе. Земляне успешно высадились в новый мир, и теперь их ждут опасные приключения.
Рассматриваются течения и теплообмен в межлопаточных каналах и вращающихся кавернах газовых турбин и компрессоров. Обобщается опыт численного решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса на неструктурированных сетках на основе метода конечных объемов и реализации различных компонентов вычислительного алгоритма. Обсуждаются вопросы поддержки численных расчетов, в том числе создание геометрической модели, построение сетки, реализация вычислительного алгоритма на современных многопроцессорных системах. Приводятся результаты расчетов течений и теплообмена в межлопаточных каналах и кавернах, ограниченных подвижными и неподвижными стенками, и изучаются особенности сопряженного теплообмена во вращающихся полостях. Для научных работников, специализирующихся в области вычислительной газовой динамики и теплообмена, инженерно-технических работников, занимающихся проектированием газовых турбин, а также преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей высших учебных заведений.
Рассматриваются вопросы теоретического и численного исследования внутренней газодинамики ракетных двигателей твердого топлива. Описываются особенности построения широкого спектра математических моделей с различным уровнем схематизации явлений. Для ряда модельных задач получаются точные решения, позволяющие проводить качественный анализ течений. Разрабатываются и описываются алгоритмы решения двух- и трехмерных задач внутренней газодинамики. Приводятся результаты моделирования внутренних турбулентных течений на основе приближенных подходов, а также на основе современных технологий моделирования турбулентных течений. Обсуждаются задачи, связанные с моделированием двухфазных течений в камерах сгорания. Монография предназначена научным работникам, специализирующимся в области вычислительной газовой динамики и теплообмена, инженерно-техническим работникам, занимающимся проектированием РДТТ, а также преподавателям, аспирантам и студентам соответствующих специальностей высших учебных заведений.
В книге дается систематическое изложение вопросов, связанных с применением метода моделирования крупных вихрей для расчетов турбулентных течений. Основное внимание уделяется замыканию фильтрованных уравнений Навье–Стокса и построению моделей подсеточной вязкости. Рассматриваются особенности численной реализации метода моделирования крупных вихрей и приводятся результаты расчетов внутренних и струйных турбулентных течений. Систематизация и обобщение данных позволяет сформулировать ряд проблем, решение которых имеет важное значение для развития данного направления в численном моделировании турбулентности, и выделить круг задач, для которых его применение представляется возможным и рациональным. Для специалистов в области механики жидкости и газа, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.
Разрабатываются методы и алгоритмы решения задач механики жидкости и газа, а также соответствующие программные средства и технологии, обсуждаются методы ускорения расчетов с помощью параллелизации и векторизации вычислений. Даются рекомендации по программированию и интерпретации получаемой информации, графической и cтатистической обработке результатов расчетов. Приводятся результаты расчетов турбулентных течений и теплообмена в инженерных приложениях. Для специалистов в области механики жидкости и газа, вычислительной газовой динамики, вычислительной математики, теплофизики, аэрокосмической техники и энергомашиностроения, а также для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 11-08-07049