DEPENDENCE OF THE PROFILE AERODYNAMIC CHARACTERISTICS ON THE SURFACE HEATING AT SUBSONIC VELOCITY OF FLOWING AROUND

R. I. Peka; E. V. Кravets

doi:10.15421/371905

DEPENDENCE OF THE PROFILE AERODYNAMIC CHARACTERISTICS ON THE SURFACE HEATING AT SUBSONIC VELOCITY OF FLOWING AROUND

R. I. Peka, E. V. Кravets

Анотація

Показана актуальність задачі з удосконаленню сучасного повітряного транспорту. Проведено короткий огляд деяких робіт, присвячених теоретичним, експериментальним та чисельним дослідженням впливу теплообміну на аеродинамічні характеристики профілю крила при його обтіканні. Наведено математичну модель зв'язаної задачі гідродинаміки та теплообміну з урахуванням k-ε моделі турбулентності. Виконано двовимірне моделювання дозвукового обтікання профілю NACA 23012 в'язкою нестисливою рідиною методом скінченних елементів із застосуванням стандартної k -ε моделі турбулентності в ізотермічній постановці, а також при нагріві (охолодженні) нижньої (верхньої) поверхонь профілю. В результаті чисельного моделювання отримано графічні залежності коефіцієнта підйомної сили від чисел Рейнольдса в діапазоні Re = 104 ÷ 107 для випадків ізотермічного обтікання, а також при послідовному нагріві верхньої та нижньої поверхонь, що відповідають різниці температур 100 К. Для Re = 104 ÷ 105 наведено криві аеродинамічних коефіцієнтів профілю при одночасному нагріві верхньої та охолодженні нижньої поверхонь профілю відносно температури потоку «на нескінченності» для різниці температур поверхонь профілю, що лежать в діапазоні ΔТ = 0 ÷ 100 К. Вплив збільшення коефіцієнта підйомної сили профілю оцінено за наведеною залежністю ΔСу = ΔСу (ΔТ) при Re = 104; 105 . Рекомендовано оптимальний тепловий режим за критерієм "мінімальний аеродинамічний опір - максимальна підйомна сила" – це одночасний нагрів нижньої поверхні профілю та охолодження його верхньої поверхні.

Ключові слова

нестислива течія в’язкої рідини, метод скінченних елементів, модель турбулентності, обтікання профілю, теплообмін, температура, аеродинамічний опір, підйомна сила

Повний текст:

PDF

Посилання

Багоутдинова, А. Г. Математическая модель сопряженной задачи теплообмена при турбулентном течении в каналах сложной формы [Текст] / А. Г. Багоутдинова,Я.Д. Золотоносов // Известия КГАСУ. Сер. Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение. – 2013. – № 2 (24). – С. 157–167.

Висков, А. Н. Влияние температуры струи, направленной перпендикулярно набегающему потоку, на подъемную силу треугольного крыла [Текст] / А. Н. Висков, А. Ф. Ражин, С. И. Руденко // Ученые записки ЦАГИ. – 1971. – Том ІІ, № 2. – С. 98–100.

Ву, Т. Ч. Исследование влияния теплообмена на подъемную силу модели прямоугольного крыла при дозвуковых скоростях [Текст] / Т. Ч. Ву, В. В. Вышинский // Труды МФТИ. – Сер. Аэрогидромеханика. – 2013. – Том 5. – № 2. – С. 88–93.

Ву, Т. Ч. Исследование влияния теплообмена на аэродинамические характеристики модели прямоугольного крыла при дозвуковых скоростях [Текст] / Т. Ч. Ву, В. В. Вышинский, Н. Т. Данг // Труды МФТИ. – Сер. Аэрогидромеханика. – 2012. – Том 4. – №

– С. 148–153.

Вышинский, В. В. Аэродинамические характеристики профиля крыла с учетом теплообмена с потоком вязкого, сжимаемого газа при дозвуковых скоростях [Текст] / В. В. Вышинский, А. С. Петров, Ву Тхань Чунг // Научный вестник МГТУ ГА. – Сер. Аэромеханика и прочность. – 2010. – № 151. – С. 7–11.

Вышинский, В. В. Аэродинамические характеристики профиля крыла с учетом теплообмена с потоком вязкого, сжимаемого газа при дозвуковых скоростях [Текст] / В. В. Вышинский, А. С. Петров, Т. Ч. Ву // Труды XV Международного симпозиума «Методы

дискретных особенностей в задачах математической физики». – Харьков-Херсон. – 2011. – С. 115–118.

Исаченко, В. П. Теплопередача [Текст] /В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. – М.: Энергия, 1975. – 488 с.

Кравец, Е. В. Гидродинамика течения между прямоугольными призмами, расположенными тандемом над экраном [Текст]: Диссерт. на соиск. ученой степени к. ф.- м. н. по спец. 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы / Е. В. Кравец. – Днепропетровск,

– 229 с.

Петров, А. С. Теория аэродинамических сил при дозвуковых скоростях: учебное пособие [Текст] / А.С. Петров. – М.: МФТИ, 2007. – 236 с.

Kravets, E. V. Influence of Turbulence Model on Exactness Calculation of Wing Aerodynamics in Subsonic Stream [Текст] / E. V. Kravets // Вісник Дніпропетровського університету. Cер. Механіка. – 2018. – Вип. 22. – № 5. – Т. 26. – С. 96–102.

DOI: http://dx.doi.org/10.15421/371905