Численное моделирование управления отрывом с помощью механических и струйных вихрегенераторов

Представлены результаты численного моделирования взаимодействия турбулентного пограничного слоя с продольными вихрями, создаваемыми с помощью механических и струйных вихрегенераторов. Расчеты выполнены в рамках трехмерных уравнений Рейнольдса с использованием модели турбулентности Спаларта–Аллмараса с поправкой на кривизну линий тока. При моделировании механических вихрегенераторов используется подход, основанный на имитации их воздействия на течение путем введения в уравнение движения специальной объемной силы. Показано, что этот подход обеспечивает удовлетворительное согласование результатов расчета с экспериментом. Применительно к струйным вихрегенераторам используемая модель турбулентности качественно правильно описывает все детали течения, однако позволяет достаточно точно описать процесс эволюции вихрей в пограничном слое лишь на сравнительно небольших расстояниях от места ввода струи (порядка 10–15 диаметров сопла), а далее вниз по потоку приводит к занижению скорости диссипации вихря. На примере аэродинамического профиля NACA0015 с отклоненным закрылком продемонстрирована возможность использования предлагаемого метода для выбора оптимального местоположения механических вихрегенераторов на поверхности профиля. Приведен также пример расчета обтекания вихрегенератора с учетом его реальной геометрии, который необходим для ее оптимизации, а также для “настройки” параметров объемной силы.