|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И ОСНОВЫ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
Методические аспекты численного решения задач внешнего обтекания на локально-адаптивных сетках с использованием пристеночных функций
А. Л. Митинa, С. В. Калашниковa, Е. А. Янковскийb, А. А. Аксеновc, С. В. Жлуктовc, С. А. Чернышевd a Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского,
Россия, 140180, г. Жуковский, ул. Жуковского, д. 1
b Московский физико-технический институт, Россия, 140180, г. Жуковский, ул. Гагарина, д. 16
c Объединенный институт высоких температур РАН, Россия, 125412, г. Москва, ул. Ижорская, д. 13
d ООО «ВИП», Россия, 121205, Москва, территория инновационного центра «Сколково»,
ул. Нобеля, д. 7, эт. 4, пом. № 10, нрм № 9
Аннотация:
Работа посвящена исследованию возможности повышения эффективности решения задач внешней аэродинамики. Изучаются методические аспекты применения локально-адаптивных неструктурированных расчетных сеток и пристеночных функций для численного моделирования турбулентных течений около летательных аппаратов. Интегрируются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье–Стокса, которые замыкаются стандартной моделью турбулентности $k-\epsilon$. Рассматривается обтекание крылового профиля RAE 2822 турбулентным дозвуковым потоком вязкого сжимаемого газа. Расчеты проводятся в программном ВГД-комплексе FlowVision. Анализируется эффективность применения технологии сглаживания диффузионных потоков и формулы Брэдшоу для турбулентной вязкости в качестве мер, повышающих точность решения аэродинамических задач на локально-адаптивных сетках. Результаты исследования показывают, что использование технологии сглаживания диффузионных потоков приводит к существенному уменьшению расхождений в величине коэффициента лобового сопротивления между результатами расчетов и экспериментальными данными. Кроме того, обеспечивается регуляризация распределения коэффициента поверхностного трения на криволинейной поверхности профиля. Эти результаты позволяют сделать вывод о том, что данная технология является эффективным способом повышения точности расчетов на локально-адаптивных сетках. Формула Брэдшоу для динамического коэффициента турбулентной вязкости традиционно используется в модели SST $k-\omega$. В настоящей работе исследуется возможность ее применения в стандартной $k-\epsilon$ -модели турбулентности. Результаты расчетов показывают, что, с одной стороны, данная формула обеспечивает хорошее согласование суммарных аэродинамических характеристик и распределения коэффициента давления по поверхности профиля с экспериментом. Помимо этого, она значительно повышает точность моделирования течения в пограничном слое и в следе. С другой стороны, использование формулы Брэдшоу при моделировании обтекания профиля RAE 2822 приводит к занижению коэффициента поверхностного трения. Поэтому в работе делается вывод о том, что практическое применение формулы Брэдшоу требует ее предварительной валидации и калибровки на надежных экспериментальных данных для рассматриваемого класса задач. Результаты работы в целом показывают, что при использовании рассмотренных технологий численное решение задач внешнего обтекания на локально-адаптивных сетках с применением пристеночных функций обеспечивает точность, приемлемую для оперативной оценки аэродинамических характеристик, а ПК FlowVision является эффективным инструментом решения задач предварительного аэродинамического проектирования, концептуального проектирования и оптимизации аэродинамических форм.
Ключевые слова:
профиль крыла, осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье–Стокса, модель турбулентности, формула Брэдшоу, локально-адаптивная расчетная сетка, ПК FlowVision.
Поступила в редакцию: 19.11.2020 Исправленный вариант: 26.12.2020 Принята в печать: 26.12.2020
Образец цитирования:
А. Л. Митин, С. В. Калашников, Е. А. Янковский, А. А. Аксенов, С. В. Жлуктов, С. А. Чернышев, “Методические аспекты численного решения задач внешнего обтекания на локально-адаптивных сетках с использованием пристеночных функций”, Компьютерные исследования и моделирование, 12:6 (2020), 1269–1290
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm848 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v12/i6/p1269
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 108 | PDF полного текста: | 57 | Список литературы: | 12 |
|