Моделирование вихревых нестационарных течений вязкого газа
9
а
б
Рис. 10.
Зависимость коэффициента продольной
с
х
(
а
) и поперечной
с
z
(
б
)
сил воздействующих на груз без и со стабилизирующими устройствами:
■ —
груз со щитками; ♦ — груз без щитков (сплошная линия соответствует
расчетным данным, пунктирная линия — экспериментальным значениям)
На рис. 10 приведены зависимости осредненных по времени аэро-
динамических коэффициентов продольной
с
х
и поперечной
с
z
сил от
угла скольжения
b
для груза с
L
= 0,2 м без и со стабилизирующими
устройствами, полученных в результате физического и численного экс-
перимента.
Заключение.
Расчет показал возможность применения открытого
пакета OpenFOAM и модели турбулентности LES для расчета вихревых
течений, что позволяет проводить численное исследование промыш-
ленно-ориентированных задач по моделированию нестационарных тур-
булентных течений с точностью, необходимой для инженерных при-
ложений.
По результатам работы установлено, что при использовании тор-
мозного щитка величина пульсаций коэффициента поперечной силы,
воздействующей на килевой стабилизатор самолета при скорости дви-
жения
u
∞
= 50 м/c, в 6−7 раз больше, чем при отсутствии тормозного
щитка. Полученные структуры обтекания грузов-контейнеров без и со
щитками хорошо совпадают с экспериментальными данными. Различие
расчетных и экспериментальных данных аэродинамических коэффици-
ентов продольной
с
х
и поперечной
с
z
сил лежат в пределах 10 %. При
этом наибольшая разница наблюдается при расчете обтекания груза
со щитками. Это объясняется сложной трехмерной нестационарной
структурой обтекания, которая требует более качественной и мелкой
расчетной сетки, что приведет к увеличению расчетного времени.
Применимость модели турбулентности LES к моделированию не-
стационарных вихревых структур дает возможность проводить деталь-
ный анализ бафтинговых эффектов при различных скоростях обтекания
и возможных способах устранения крупномасштабных вихревых струк-
