Никишкин С.И., Котов В.В.
Разработка системы математических моделей для автоматизированного проектирования систем газоснабжения
Development of mathematical models system for computer-aided design of gas supply
| УДК: |
621/64:516.6 |
| Аннотация: |
В статье разработана иерархическая система математических моделей, образующая основу для автоматизированного проектирования систем газоснабжения ракетно-космических комплексов, которые отличаются высокими давлениями (до 40 МПа), наличием дозвуковых скоростей течения газа и фазовых переходов. Общая математическая модель - это уравнения одномерной газовой динамики при учете потерь на трение и теплообмена с внешней средой, которые замыкаются уравнением состояния реального газа. Частные модели вытекают из общей при принятии допущений о форме уравнения состояния газа, о величине предельной скорости его течения, о наличии теплообмена и (или) трения. Наиболее простые модели являются известными аналитическими зависимостями. На базе ряда моделей из этой иерархии разработано программное обеспечение для вычислительных экспериментов с целью исследования свойств моделей и областей их применимости в процессе автоматизированного проектирования. |
Ключевые
слова: |
система математических моделей газодинамики, одномерные уравнения газовой динамики, установившееся неизотермическое течение газа в трубопроводах, уравнение состояния Редлиха-Квонга, математическое моделирование и вычислительный эксперимент |
| Abstracts: |
The paper describes the hierarchical system of mathematical models which forms the basis for the computer-aided design of gas supply systems for rocket-space complexes, which are characterized by high pressures (up to 40 MPa), subsonic gas flow rates and phase transitions. A general mathematical model exists in the form of one-dimensional equations of gas dynamics taking into account losses due to friction and heat exchange with the environment, which are closed by the equation of real gas state. Partial models are derived from the common one making assumptions about the shape of the gas state equation, the limit value of gas flow rate and availability of heat exchange and (or) friction. The simplest known models are the analytic equations. Based on this hierarchy, the software was developed for computational experiments to explore the properties of the models and areas of their applicability in the process is automated design. |
| Keywords: |
thermodynamics, hierarchical system of mathematical models of gas-dynamics, one-dimensional equation of gas dynamics, Redlich - Kwong equation of state, phase transition, math modeling, computer experiment |
Авторы статьи:
НИКИШКИН
Сергей Иванович
pmsapr@yandex.ru |
кандидат технических наук, доцент, Ковровская государственная технологическая академия им. В.А.Дегтярева |
КОТОВ
Владимир Валерьевич |
кандидат технических наук, Ковровская государственная технологическая академия им. В.А.Дегтярева |
Список литературы:
| 1. |
Арзуманов Ю.Л., Петров Р.А., Халатов Е.М. Системы газоснабжения и устройства пневмоавтоматики ракетно - космических комплексов. - М.: Машиностр. 1997. 464 с. |
| 2. |
Никишкин С.И., Котов В.В. Выбор математического обеспечения для учета свойств реального газа при автоматизированном проектировании систем газоснабжения // Мониторинг. Наука и технологии. 2016. 2. С. 83-94. |
| 3. |
Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: Физматгиз, 2001. (2-е издание). 320 с. |
| 4. |
Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. - М.: Недра, 1982. 224 с. |
| 5. |
Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. - М. - Л.: Машгиз, 1962. 456 с. |
| 6. |
Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1973. 320 с. |
| 7. |
Голубев И.Ф., Гнездилов Н.Е. Вязкость газовых смесей. - М.: Изд. Стандартов, 1971. 237 с. |
| 8. |
Цедерберг Н.В. Теплопроводность газов и жидкостей. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1963. 408 с. |
| 9. |
Неизотермическое течение газа в трубах (Под ред. О.Ф.Васильева). - Новосибирск: Наука, 1978. 127 с. |
| 10. |
Бородачев С.М., Никишкин С.И. Программный модуль для автоматизированного расчета термодинамических и теплофизических свойств реального газа. - М.: ВНТИЦ, 2004, № 50200401147. |
| 11. |
Бородачев С.М., Никишкин С.И. Программный модуль для автоматизированного расчета расхода реального газа. - М.: ВНТИЦ, 2004, № 50200401335. |
| 12. |
Бородачев С.М., Никишкин С.И. Программный модуль для автоматизированного расчета процессов в проточной емкости с учетом свойств реального газа. - М.: ВНТИЦ, 2005, № 50200500721. |
| 13. |
Бородачев С.М., Котов В.В., Никишкин С.И. Программный модуль для автоматизированного расчета установившегося течения реального газа в трубопроводах. - М.: ВНТИЦ, 2007, № 50200701437. |
| 14. |
Котов В.В. Объектно - ориентированная система анализа и синтеза систем газоснабжения ракетно - космических комплексов - Автореферат дисс... к. т. н., Ковров, КГТА, 2010. 18 с. |
| 15. |
Подчуфаров Б.М., Никишкин С.И., Халатов Е.М. Моделирование процессов в системах газоавтоматики с учетом свойств реального газа и распределенности его параметров // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. - М.: Машиностроение, 1984, вып.10, С. 117-125. |
| 16. |
Ландихов К.В., Никишкин С.И., Наумов Е.В. Основы метода Годунова для моделирования систем газоавтоматики. - Ковров, КГТА, 2004. 50 с. |
|
|
