В работе проведено моделирование режимов течения газа в трубе, закрытой с одного конца и открытой в атмосферу другим концом; для этого использовано численное решение системы уравнений Навье – Стокса в двумерной осесимметричной постановке. Возбуждение колебаний газодинамических функций обусловлено градиентом температуры на участке трубы, возникающим в результате контакта газа с разнонагретыми тороидальными элементами внутри трубы, температура которых поддерживается постоянной. По достижении указанным градиентом порогового значения, в трубе наблюдается устойчивое термоакустическое колебание газового столба. Рассчитаны зависимости от времени давления и осевой составляющей скорости газа, а также тепловые потоки в теплообменном блоке резонатора. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными.

The paper simulates the modes of a gas flow in a pipe closed at one end and open to the atmosphere at the other end; for this purpose, a numerical solution of the system of Navier – Stokes equations in a two-dimensional axisymmetric formulation has been used. The excitation of oscillations of gas-dynamic functions is caused by the temperature gradient in the pipe section resulting from the contact of the gas with differently heated toroidal elements inside the pipe, their temperature being maintained constant. When the specified gradient reaches the threshold value, a stable thermoacoustic oscillation of the gas column is observed in the pipe. The time dependences of the pressure and the axial component of the gas velocity, as well as the heat flows in the heat exchange unit of the resonator, were calculated. The obtained results were in good agreement with the experimental data.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. Т. 14, № 3, 2021. — 1 файл (17,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-423.pdf>.