Численное моделирование дозвукового отрывного обтекания осесимметричных тел
1
УДК 531.6.011.32:532.582.4:517.958
Численное моделирование дозвукового
отрывного обтекания осесимметричных тел
© В.Н. Тимофеев, А.Ю. Бушуев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Математическое моделирование процесса отрывного обтекания осесимметрич-
ных тел осуществлено на базе концепции вязко-невязкого взаимодействия. Рас-
смотрены умеренные дозвуковые скорости и режимы течения, на которых ли-
ния отрыва потока близка к контуру донного среза. Для численного моделирова-
ния процесса обтекания тел использован метод дискретных вихрей. Изучено
осесимметричное обтекание цилиндрического тела с головной частью оживаль-
ной формы как при наличии, так и при отсутствии хвостовой сужающейся ча-
сти. Результаты численного расчета распределения давления вдоль образующей
осесимметричного тела с сужающейся конической хвостовой частью сопостав-
лены с экспериментальными данными. Для цилиндрических тел с оживальной
головной частью, но не имеющих хвостовой части, представлены результаты
численного исследования распределения скорости и давления на обтекаемой по-
верхности.
Ключевые слова:
дозвуковое отрывное обтекание, математическое моделирова-
ние, метод дискретных вихрей.
Введение.
Из множества возможных подходов к изучению от-
рывных течений [1–4] авторами данной работы предпочтение было
отдано концепции вязко-невязкого взаимодействия [5], на базе кото-
рой сформулированы основные положения методики математическо-
го моделировании обтекания тел с отрывом дозвукового потока в
донной области [6]. Они состоят в следующем. Согласно одному из
основных положений теории пограничного слоя давление в произ-
вольной точке поверхности
0
обтекаемого тела заданной формы
вниз по потоку от носовой оконечности до линии отрыва можно счи-
тать равным давлению в соответствующей точке поверхности
1
,
расположенной на нормали к поверхности
0
и удаленной от
0
на
расстояние, равное малой толщине вытеснения
*
.
Другое положе-
ние упомянутой теории позволяет находить давление на
0
из рас-
чета обтекания поверхности
1
потоком невязкого газа или невязкой
жидкости.
Концепция вязко-невязкого взаимодействия предлагает считать
поверхность
1
передней частью поверхности так называемого экви-
валентного тела или тела вытеснения. За линией отрыва потока зад-
