Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика

Международная конференция, посвященная 80-летию академика Н.Н.Яненко.
Новосибирск, Академгородок, 24 - 29 июня 2001 года.

Тезисы докладов

Доклады новосибирских участников

Численное исследование сверхзвуковых отрывных течений с использованием схем высокого разрешения

Бедарев И.А., БорисовА.В., Федорова Н.Н.

Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Новосибирск)

В работе приведены результаты численного моделирования обтекания турбулентным и ламинарным потоком плоских (ступеньки и уступы) и осесимметричных (цилиндр и конус с «юбкой») конфигураций. Расчеты выполнялись для сверхзвукового и гиперзвукового (М=2 – 7) режимов обтекания в широком диапазоне геометрических параметров. В качестве математической модели используются осредненные уравнения Навье-Стокса, дополненные двухпараметрической моделью турбулентности Уилкокса. Для аппроксимации по времени используется неявная схема расщепления по пространственным переменным, реализующаяся путем скалярных прогонок. Для аппроксимации производных от невязких потоков используются несколько схем типа TVD, основанных на расщеплении вектора невязких потоков.

Все расчеты проведены в условиях реальных физических экспериментов, выполненных в различных аэродинамических установках. Сравнение с экспериментом проводилось по полям давления и скорости, распределению поверхностного давления и трения, а также по распределению коэффициента интенсивности поверхностного теплообмена. Выполненные расчеты и сравнения с экспериментальными данными позволили верифицировать расчетный метод и используемую модель турбулентности в исследуемом диапазоне геометрических и газодинамических параметров.

Методами математического моделирования проведЈн анализ влияния на параметры отрыва и теплообмен таких параметров, как число Рейнольдса, внешний уровень кинетической энергии турбулентности и температура стенки. Показано, что изменение этих параметров, существенно влияет как на размеры отрывной зоны, так и на интенсивность теплообмена в области взаимодействия пограничного слоя со скачками уплотнения и волнами разрежения.

Разработанный численный алгоритм и пакет программ использован для оптимизации течения в окрестности плоских угловых конфигураций. Целью оптимизации было снижение потерь полного давления и управление отрывом пограничного слоя. Проведенные расчеты показали, что с помощью данного численного метода можно эффективно решать задачи оптимизации.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 99-01-00565) и при поддержке Программы интеграционных фундаментальных исследований СО РАН, проект 2000 –1.

Дополнительные материалы: PDF (145 kb)
Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]