Record Details

NUMERICAL COMPUTATIONS OF EXHAUST GASES JET FROM AIRCRAFT ENGINE UNDER IDLE OPERATIONAL CONDITIONS

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title NUMERICAL COMPUTATIONS OF EXHAUST GASES JET FROM AIRCRAFT ENGINE UNDER IDLE OPERATIONAL CONDITIONS
Чисельное моделирование струи газов от авиадвигателя при условиях малого газа
Чисельне моделювання струменя газів від авіадвигуна за умов малого газу
 
Creator Synylo, Kateryna; Національний авіаційний університет
Krupko, Andrii; Національний авіаційний університет
Zaporozhets, Oleksandr; Національний авіаційний університет
 
Subject —
aircraft engine; exhaust gases jet; air pollution; airport air quality; boundary conditions
503.3.054:629.735.03
—
авиадвигатель; струя отработавших газов; загрязнение атмосферного воздуха; местное качество воздуха; граничные условия
503.3.054:629.735.03
—
авіадвигун; струмінь відпрацьованих газів; забруднення атмосферного повітря; місцева якість повітря; граничні умови
503.3.054:629.735.03
 
Description Purpose: Currently models for airport air quality are based on the semi-empirical approaches for description of fluid dynamic of exhaust gases jet from aircraft engine and do not take into account an influence of the ground on jet behaviour and the interaction between the jet and the wing trailing vortex system. Eliminating the fluid mechanisms of aircraft wake vortex in models of airport air quality may overestimate the height of buoyancy exhaust gases jet from aircraft engine, underestimate its length and radius of expansion, dispersion characteristics and contaminants concentration values. Evaluation the entrainment and mixing processes of the engine emissions in the plume by using CFD-code is an actual task for airport air quality studies. Methods: Numerical investigation of properties and structure of aircraft engine jets with CFD codes (OpenFOAM) will give a realistic checked material, on the base of which a necessary scientific reasoning of transportation of the contaminants by engine jets. Results: Comparison between OpenFOAM numerical results and semi-empirical jet model calculations (used by complex model PolEmiCa) show that buoyancy effect parameters of exhaust gases decrease twice for wall jet. And the difference between appropriate longitudinal coordinate of buoyancy effect is near to 30%. Discussion: using CFD tool allows to improve an airport air quality analysis by providing more objective and accurate input data for further dispersion modelling.
Цель: В настоящее время модели качества воздуха в аэропорту базируются на полуэмпирических подходах к описанию динамики струи выхлопных газов авиадвигателя и не учитывают влияние поверхности аэродрома на поведение струи и процессы взаимодействия струи с вихрями от крыла. Исключение указанных механизмов в моделях качества воздуха в аэропорту может завысить высоту плавучести струи выхлопных газов от авиадвигателя, необъективно оценить дальнобойность струи и радиус расширения, дисперсии и соответственно величины концентраций. Оценка процессов переноса и разбавления примесей струей газов от авиадвигателя с помощью CFD-кода является актуальной задачей для исследования качества воздуха в аэропорту. Методы: Численное исследование свойств и структуры струи газов от авиадвигателя с помощью CFD кодов (OpenFOAM) предоставит реалистичный проверенный материал, который обеспечит необходимое научное обоснование оценки уровней загрязнения вследствие выбросов авиадвигателей. Результаты: Сравнение численных результатов OpenFOAM и расчетов полуэмпирической реактивной модели (используемая сложной моделью PolEmiCa) показывает, что параметры влияния плавучести отработанных газов уменьшаются вдвое для ограниченного струи. А разница между соответствующей продольной координатой эффекта плавучести составляет около 30%. Обсуждение: использования инструмента CFD позволяет усовершенствовать анализ качества аэропорта в аэропорту, предоставляя более объективные и точные исходные данные для дальнейшего моделирования дисперсии.
Мета: В даний час моделі якості повітря в аеропорту базуються на напівемпіричних підходах для опису динаміки струменя вихлопних газів авіадвигуна і не враховують вплив поверхні аеродрому на поведінку струменя та процеси взаємодії струменя з вихорами від крила. Виключення зазначених механізмів у моделях якості повітря в аеропорту може завищити висоту плавучості струменя вихлопних газів від авіадвигуна, не об’єктивно обчислити далекобійність струменя та радіус розширення, дисперсії та відповідно величини концентрацій. Оцінка процесів переносу та розбавлення домішок струменем газів від авіадвигуна за допомогою CFD-коду є актуальним завданням для дослідження якості повітря в аеропорту. Методи: Чисельне дослідження властивостей та структури струменя газів від авіадвигуна за допомогою CFD кодів (OpenFOAM) надасть реалістичний перевірений матеріал, що забезпечить необхідне наукове обгрунтування оцінки рівнів забруднення внаслідок викидів авіадвигунів. Результати: Порівняння чисельних результатів OpenFOAM та розрахунків напівемпіричної реактивної моделі (використовувана складною моделлю PolEmiCa) показує, що параметри впливу плавучості відпрацьованих газів зменшуються вдвічі для обмеженого струменя. А різниця між відповідною поздовжньою координатою ефекту плавучості становить близько 30%. Обговорення: використання інструменту CFD дозволяє вдосконалити аналіз якості аеропорту в аеропорту, надаючи більш об'єктивні та точні вхідні дані для подальшого моделювання дисперсії.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2019-11-24
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/14276
10.18372/2306-1472.80.14276
 
Source Proceedings of the National Aviation University; Том 80, № 3 (2019); 71-77
Вестник Национального авиационного университета; Том 80, № 3 (2019); 71-77
Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 80, № 3 (2019); 71-77
 
Language en
 
Rights // o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ