Об эффективности двух подходов к расчету обтекания крыла с выпущенной механизацией при наличии отрывных зон

На примере модельных уравнений, описывающих конвективный перенос, проведен анализ ошибок аппроксимации явной численной схемы и различных неявных схем с одинаковым способом аппроксимации пространственных производных. Показано, что при выполнении ограничения на шаг по времени, определяемого условием Куранта–Фридрихса–Леви, неявная схема уступает по точности явной, а при дальнейшем увеличении шага по времени точность описания конвективных процессов существенно снижается. Рассмотрено два способа организации маршевой процедуры по времени — дробный шаг в случае явной схемы и дуальный шаг в случае неявной схемы. Показано, что метод дробного шага эффективен только на сетках с разбросом размеров ячеек $100$–$1000$. Для численного решения задач с условием прилипания на твердых стенках (разброс размеров ячеек $10^{4}$–$10^{5}$) рассмотрены два подхода — неявная схема с дуальным шагом во всех ячейках и зональный подход, при котором дуальный шаг используется в тонкой пристеночной области (около $3\%$ от толщины развитого турбулентного пограничного слоя), а в остальной области применяется дробный шаг. Эти два подхода применены к задаче обтекания крыла с отклоненной механизацией. Дано сопоставление расчетных и экспериментальных данных. Проведена оценка точности расчета. Исследованы причины возникновения ошибок. Определены области эффективного применения каждого из указанных подходов. Библ. 24. Фиг. 9. Табл. 1.