Розроблено методику та програмно-методичне забезпечення, що дозволяють описувати процеси обтікання тіл в’язким стисливим потоком у тривимірній постановці на основі усереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав’є–Стокса із застосуванням моделі турбулентності Болдуіна-Ломакса. Дискретизація системи вихідних рівнянь Нав’є–Стокса виконана за допомогою скінченно-об’ємного методу для криволінійних координат. Для обчислення конвективних складових використана схема Роу. Для забезпечення другого порядку точності за простором у роботі застосовано екстраполяцію з обмежувачем потоків, запропонований Jameson, який є функцією різниць параметрів в сусідніх точках. Блочно-матрична система алгебраїчних рівнянь розв’язана ітераційним алгоритмом Гауса-Зейделя. У розрахунках використано розрахункову сітку типу «О», яка була побудована за алгебраїчними формулами із застосуванням локальної інтерполяції та методу багатьох поверхонь. Зовнішня границя розрахункової області являє собою сполучення циліндричної та сферичної поверхонь. На границі розрахункової області, що збігається з поверхнею крила, задано умови прилипання, непротікання та відсутності теплообміну. На зовнішній границі при реалізації граничних умов використано метод характеристик; для обчислення нормальної складової швидкості на границі застосовані одномірні рівняння Ейлера в характеристичної формі. Верифікацію чисельного алгоритму виконано на тестовому прикладі обтікання крила ONERA M6, що відповідає трансзвуковому режиму обтікання з утворенням місцевого стрибка ущільнення на верхній частині профілю крила, шляхом порівняння розподілу коефіцієнта тиску в заданих перетинах з відомими експериментальними даними. Отримані результати в подальшому можуть знайти застосування при розробці методик моделювання процесів обмерзання літальних апаратів у несприятливих метеорологічних умовах.
Ключові слова
чисельне моделювання, усереднене за Рейнольдсом рівняння Нав’є–Стокса, модель турбулентності Болдуїна-Ломакса, крило ONERA M6, зледеніння літальних апаратів
Приходько, А.А. Компьютерные технологии в аэродинамике и тепломассообмене [Текст] / А.А. Приходько. – Киев: Наукова думка, 2003. – 380 с.
Седов, Л.И. Механика сплошной среды. В 2-х томах.[Text] / Л.И. Седов. – М.: Наука, 1983. – Т. 1. – 528 с.; Т. 2. – 560 с.
Fortin, G. A new roughness computation method and geometric accretion model for airfoil icing [Text] / G.Fortin, A.Ilinca, V.Brandi // J. Aircraft. – 2004. – Vol. 41. – No. 1. – P. 119 – 127.
Guffond, D. Overview of Icing Research at ONERA, Advisory Group for Aerospace Research and Development [Text] / D.Guffond, T. Hedde, R. Henry // Fluid Dynamics Panel (AGARD/FDP) Joint International Conference on Aircraft Flight Safety. – Actual Problems of Aircraft Development, Zhukovsky, Russia. – 1993. – 7 p.
Wright, W.B. Users Manual for the Improved NASA Lewis Ice Accretion Code LEWICE 1.6 [Text] / W.B. Wright. – National Aeronautical and Space Administration (NASA), Contractor Report. – May, 1995. – 95 p.
Experimental data base for computer program assessment: Report of the Fluid Dynamics Panel Working Group 04 [Text] / AGARD-AR-138, Technical Report. – May ,1979. – 624 p.
