Численный расчет взаимодействия плоской струи с сносящим дозвуковым потоком // Numerical Calculation of Interaction Between Plane Jet and Subsonic Flow

The paper makes numerical calculation of interaction between plane jet and subsonic flow. Its aim is to determine the jet trajectory, velocity profiles, distribution of pressure coefficient on the plate surface at different jet angles, namely ωj=45°; 90°; 105° and at low blowing strengths ( ≤1.5) as well as a to make comparison with the experimental data of other authors.To simulate a two-dimensional jet in the subsonic flow the software package “CAD SolidWorks Flow Simulation” has been used. Initially, the test task was solved with its calculation results compared with experimental ones [6.8] in order to improve the convergence; the size of the computational domain and a computational grid within the k-e turbulence model were selected. As a result of the calculation, were identified and analysed the pressure values, jet trajectories, and velocity profiles. In the graphs the solid lines show calculation results, and dots represent experimental data.From the calculation results it is seen that, with increasing intensity of the reduced mass flow ¯q in the above range, the change of the jet pressure coefficient p¯ distribution behind a slotted nozzle is almost linear and significant. Before the nozzle, with increasing ¯q the pressure coefficient increases slightly.Analysis of results has shown that blowing of jets with ωj>90ω, provides a greater perturbation of the subsonic flow. Thus, the jet penetrates into the flow deeper, forms a dead region of the greater length, and more significantly redistributes the pressure coefficient on the surface of the plate.The calculation results are in good compliance with the experimental data both for the jet axis and for the pressure coefficient distribution on the plate surface. The research results can be used in the designing the jet control of aircrafts. В данной работе представлены результаты численного расчета взаимодействия плоской струи с сносящим дозвуковым потоком. Были определены и анализировались значения давления, траекторий струи, профилей скорости при малых интенсивностях выдува. Проведено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными других авторов. Получены систематические исследования взаимодействия плоских струй при малых интенсивностях выдува. Анализ результатов показал, что выдув струй при углах выдува >90°, обеспечивает большее возмущение сносящего потока, струя при этом глубже проникает в поток, образует застойную зону большей протяженности и более существенно перераспределяет коэффициент давления на поверхности пластины. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании струйных органов управления летательных аппаратов.