ОБТЕКАНИЕ ЦИЛИНДРА И АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ С УЧЕТОМ ЛАМИНАРНО-ТУРБУЛЕНТНОГО ПЕРЕХОДА

Д. А. Редчиц, С. В. Моисеенко, И. Б. Чашина, И. В. Выгоднер

Анотація


Проведено моделювання обтікання циліндра і профілю NACA 4412 з використанням γ-Reθ моделі ламінарно-турбулентного переходу і без неї. Чисельне моделювання виконано на базі осереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав'є-Стокса (URANS), з використанням диференціальної однопараметричної моделі турбулентності Spalart-Allmaras. Система вихідних рівнянь, записувалася щодо довільної криволінійної системи координат. Узгодження полів тиску і швидкості здійснювалося за допомогою методу штучної стисливості, модифікованого для розрахунку нестаціонарних задач. Інтегрування системи вихідних рівнянь проводилося чисельно з використанням методу контрольного об'єму. Для конвективних потоків використовувалася протипотокова апроксимація Rogers-Kwak, заснована на схемі Roe третього порядку точності. У моделях турбулентності для апроксимації конвективних складових застосовувалася схема TVD з обмежувачем потоків ISNAS третього порядку. Проведено порівняння результатів розрахунків обтікання циліндра з використанням моделі ламінарно-турбулентного переходу і без неї. Показано, що при низьких числах Рейнольдса, коли обтікання циліндра носить ламінарний характер, а слід турбулентний, використання моделі турбулентності Spalart-Allmaras призводить до розвитку турбулентного примежового шару на циліндрі і, як наслідок, до зміни положення точки відриву. Неправильне положення точки відриву впливає на розподіл тиску в донній частині циліндра і на інтегральні аеродинамічні характеристики. Застосування моделі переходу дозволяє адекватно відтворити ламінарний відрив поблизу передньої окрайки профілю з подальшим його приєднанням. Застосування однієї тільки моделі Spalart-Allmaras призводить до зайвої генерації турбулентної в'язкості. Показано, що застосування γ-Reθ моделі ламінарно-турбулентного переходу якісно і кількісно покращує результати чисельного моделювання. Отримані результати чисельного моделювання обтікання кругового циліндра і аеродинамічного профілю NACA 4412 добре узгоджуються з експериментальними даними в широкому діапазоні чисел Рейнольдса.

Ключові слова


ламінарно-турбулентний перехід, аеродинамічний профіль, рівняння Нав’єСтокса, модель турбулентності

Повний текст:

PDF

Посилання


Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя [Текст] / Г. Шлихтинг. – М.: Наука, 1974. – 712 с.

Menter, F. R. Transition Modelling for General Purpose CFD Codes [Текст] / F. R. Menter, R. B. Langtry, S. Vӧlker // Journal Numerical Mathematics. – 2006. – Vol. 4. – P. 277– 303.

Menter, F. R. Zonal Two Equation k-ω Turbulence Models for Aerodynamic Flows [Текст] / F. R. Menter // Journal Numerical Mathematics. – 1993. – Vol. 2. – P. 117– 124.

Rogers, S. An upwind differencing scheme for the incompressible Navier-Stokes equations [Текст] / S. Rogers, D. Kwak // Journal Numerical Mathematics. – 1991. – Vol. 8. – P. 43 – 64.

Spalart, P. R. A one-equation turbulence model for aerodynamic flow [Текст] / P. R. Spalart, S. R. Allmaras // AIAA Paper. – 1992. – Vol. 12, № 1. – P. 439–478.

Wadcock, A. J. Investigation of low-speed turbulent separated flow around airfoils / A. J. Wadcock // NASA-CR-177450. – 1987. – P. 66.




DOI: http://dx.doi.org/10.15421/371908

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.



Індексування журналу

Журнал розміщено у наукометричних базах, репозитаріях та пошукових системах:

         


Адреса редколегії:  Дніпровський рнаціональний університет імені Олеся Гончара, пр. Гагаріна, 72, Дніпро, Україна, 49000.

Д. т. н., проф. Книш. Л. I., ДНУ. 

Телефон: (099) 00-34-310 E-mail: lknysh@ukr.net

Канд. ф.-м. н. Карплюк В. I., ДНУ. 

Телефон:(067) 801-97-91 E-mail: vl.karpliuk@ukr.net

www.dnu.dp.ua


Free counters! Яндекс.Метрика

Лицензия Creative Commons
Це видання має доступ за ліцензією Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


Open Science in Ukraine - website development