Исследование параметров обтекания тела вращения со щитком
Авторы: Власов О.Ю., Семенчиков Н.В.
Опубликовано в выпуске: #12(84)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-12-1836
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Представлены результаты численного исследования обтекания тела вращения без щитка и со щитком при сверхзвуковых скоростях. Изучены возможности применения к решению задачи обтекания тел вращения со щитком численного метода, построенного на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье — Стокса (RANS-метод), и выбрана для таких расчетов наиболее адекватная модель турбулентности. В результате расчетов с использованием различных моделей турбулентности и программного комплекса ANSYS 14.5 получены структуры течения и распределение давления по поверхности тела вращения как со щитком, так и без него, определены коэффициенты суммарных сил и моментов, действующих на тело. Проведено сравнение распределения давления в отрывной области перед щитком, а также суммарных аэродинамических характеристик с известными экспериментальными данными. Показано, что для расчета сложных отрывных течений, формирующихся в окрестности тела со щитком, наилучшая сходимость результатов численных расчетов и экспериментальных данных достигается при использовании в расчетах с помощью RANS-метода модели турбулентности k—ω SST. Расхождение между расчетными и экспериментальными аэродинамическими коэффициентами нормальной силы и момента тангажа не превышает 5 %
Литература
[1] Ионов С.С., Калугин В.Т., Мишина Е.А., Муравьев В.Л., Усманов А.И., Шманенков В.Н. Аэродинамическое проектирование щитковых и струйных органов управления летательных аппаратов. Москва, НТЦ «Информтехника», 1992, 192 с.
[2] Коронцвит Ю.Ф., Фейман М.И. Параметры трехмерного отрыва при сверхзвуковых скоростях набегающего потока перед препятствиями на поверхности конуса. Уч. зап. ЦАГИ, 1985, т. XVI, № 1, с. 27–37.
[3] Калугин В.Т. Аэрогазодинамика органов управления полетом летательных аппаратов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 688 с.
[4] Бондарев Е.Н., Дубасов В.Т., Рыжов Ю.А., Свирщевский С.Б., Семенчиков Н.В. Аэрогидромеханика. Москва, Машиностроение, 1993, 608 с.
[5] Fletcher C.A.J. Computational Techniques for Fluid Dynamics. Heidelberg, Springer-Verlag, vol. 1, 2, 1998.
[6] Калугин В.Т., ред. Аэродинамика. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010, 687 с.
[7] Bradshaw P., Woods W.A. An Introduction to Turbulence and its Measurement. Pergamon, 1971, 238 p.
[8] Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. DCW Industries Inc., 1998, 537 p.
[9] Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений. Санкт-Петербург, Балт. гос. тех. ун-т, 2001, 108 с.
[10] ANSYS Customer Portal. URL: http://support.ansys.com/portal/site/AnsysCustomerPortal (дата обращения 06.07.2018).
[11] Артонкин В.Г., Леутин П.Г., Петров К.П., Столяров Е.П. Аэродинамические характеристики острых и притупленных конусов при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях Тр. ЦАГИ, вып. 1413. Москва, Изд. отдел ЦАГИ, 1972, 93 с.