INFLUENCE OF TURBULENCE MODEL ON EXACTNESS CALCULATION OF WING AERODYNAMICS IN SUBSONIC STREAM

Анотація

Проведено аналіз за критерієм «час-точність» деяких сучасних методів, що забезпечують чисельне моделювання дозвукового турбулентного в’язкого обтікання тіл складної геометричної конфігурації. Виконано тривимірне моделювання обтікання крила з профілем NACA-23012 в’язкою нестисливою рідиною методом скінченних елементів із застосуванням шести моделей турбулентності: моделі Спаларта-Аллмараса, стандартної k-ε моделі, моделі зсувних напружень Ментера, моделей великих та від‘єднаних вихорів, моделі адаптивних масштабів. В перерахованих моделях турбулентності відзначено деякі їх особливості, переваги та недоліки. В результаті чисельного моделювання отримано графічні залежності коефіцієнтів аеродинамічного опору, підйомної сили та моменту обертання крила від кута атаки в діапазоні -8 ÷ 26 градусів при значенні числа Рейнольдса, що дорівнює 4.4·105 . Виконано порівняння розрахованих аеродинамічних характеристик крила з результатами аеродинамічного експерименту Центрального аерогідродинамічного інституту (ЦАГІ). Наведено таблицю похибки відхилень коефіцієнту підйомної сили крила (чисельний розрахунок) від аналогічних даних аеродинамічного експерименту при критичному куті атаки. Для розглянутого класу тривимірних задач обтікання тіл складної геометричної конфігурації в’язкою нестисливою рідиною рекомендовано моделі турбулентності, що забезпечують мінімізацію часу проведення розрахунків та найбільшу точність отриманих результатів: модель Спаларта-Аллмараса та модель зсувних напружень k-ω SST Ментера.