Особенности обтекания перфорированных пластин дозвуковым потоком воздуха
Авторы: Голубев А.Г., Столярова Е.Г., Калугина М.Д.
Опубликовано в выпуске: #5(101)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-5-1980
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Рассмотрен процесс обтекания плоской пластины, имеющей скругленные передние и боковые кромки, при различной степени перфорации поверхности. Исследованы структуры течений у поверхности пластин, имеющих степень перфорации более 20 %. Проведен сравнительный анализ аэродинамических характеристик для сплошной и перфорированной пластин. Изучены особенности протекания воздушного потока непосредственно внутри отверстий при различных значениях угла атаки. Приведены картины распределения давлений в вертикальной плоскости потока над сплошной пластиной. Выполнено математическое моделирование обтекания перфорированной пластины при дозвуковой скорости набегающего воздушного потока, получены аэродинамические характеристики и представлены графические зависимости аэродинамических коэффициентов продольной и нормальной силы от угла атаки. Установлено, что перфорация приводит к устранению вихревого течения в ближнем следе за пластиной.
Литература
[1] Chernyshev S.L., Gaifullin A.M., Sviridenko Yu.N. Civil aircraft vortex wake TsAGI’s research activities. Progress in Aerospace Sciences, 2014, vol. 71, pp. 150–165.
[2] Занин Б.Ю., Козлов В.В. Вихревые структуры в дозвуковых отрывных течениях. Новосибирск, НГУ, 2011, с. 15–19.
[3] Epikhin A.A., Kalugin V.T. Features of numerical simulation of the unsteady vortex flow around aircraft considering airbrake. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 468, pp. 1–9.
[4] Bobylev A.V., Vyshinsky V.V., Soudakov G.G., Yaroshevsky V.A. Aircraft vortex wake and flight safety problems. J. of Aircraft, 2010, vol. 47, pp. 663–677.
[5] Kunihiko T., Colonius T. Three-dimensional flows around low-aspect-ratio flat-plate wings at low Reynolds numbers. J. Fluid Mech., 2009, vol. 623, pp. 187–207.
[6] Breitsamter C., Schmid A. Airbrake-induced fin-buffet loads on fighter aircraft. J. of Aircraft, 2008, vol. 45, no. 5, pp. 1619–1630.
[7] Калугин В.Т., Мичкин А.А., Чернуха П.А., Чин Ч.Х. Экспериментальное и математическое моделирование процессов обтекания летательных аппаратов при управлении течением в ближнем следе. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2011, № 1, с. 71–81.
[8] Епихин А.С., Калугин В.Т. Методы снижения и расчет нестационарных аэродинамических нагрузок при килевом бафтинге маневренного самолета. Математическое моделирование, 2017, т. 29, № 10, с. 35–44.
[9] Калугин В.Т., Епихин А.С., Чернуха П.А. Исследование влияния перфорации для снижения пульсационных нагрузок, действующих на аэродинамические управляющие поверхности. Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2016, № 223, с. 51–56.
[10] Калугин В.Т., Чернуха П.А., Бовтрикова А.С. Влияние перфорации на обте-кание и аэродинамические характеристики тормозного щитка в дозвуковом потоке. Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2012, № 177, с. 29–32.
[11] Chernukha P.A., Raffel M., Kalugin V.T. Experimental and numerical modeling of flow around perforated stabilizing devices. New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics, 2010, vol. 8, pp. 169–177.
[12] Lee T. PIV study of near-field tip vortex behind perforated Gurney flaps. Experiments in Fluids, 2011, vol. 50, iss. 2, pp. 351–361.
[13] Брюханов А. Палубная авиация во Второй мировой войне. Иллюстрированный сборник. Ч. 3. Москва, Издательские решения, 2017, 120 с.
[14] Иванов С.В. SB2C Helldiver. Война в воздухе. Периодическое научно-популярное издание для членов военно-исторических клубов. Белорецк, АРС 2005, 14 с.
[15] Braun M. New wing design reduces drag. The New York Times, 1990, Section C, p. 1.
[16] Florendo J., Yechout R., Siegel S., Cummings M., Kealos J. Experimental evaluation of a High Fineness Ratio Body with Drag Brakes. J. of Spacecraft and Rockets, 2007, vol. 44, no. 3, pp. 589–596.
[17] Загуменный Я.В., Чашечкин Ю.Д. Численный анализ течений стратифицированной и однородной жидкостей около горизонтальной и наклонной пластин. Прикладная математика и механика, 2019, т. 83, № 3, с. 452–467.