533.6.011.55 Численное моделирование обтекания высокоскоростным потоком цилиндрически–конического тела и двойного конуса
Харченко Н. А. (НИЯУ МИФИ/ФГБУ ВО "Московский авиационный институт"/Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (ЦАГИ),), Носенко Н. А. (МГТУ им.Н.Э.Баумана)
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ АЭРОТЕРМОДИНАМИКА, ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ТЕЧЕНИЯ, УДАРНЫЕ ВОЛНЫ, ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ, НЕСТРУКТУРИРОВАННЫЕ СЕТКИ
doi: 10.18698/2309-3684-2022-3346
В работе представлена классическая валидационная задача высокоскоростного моделирования о взаимодействии ударной волны с пограничным слоем при ламинарном обтекании воздушным потоком цилиндрически–конического тела и двойного конуса. Основной вычислительной сложностью рассматриваемой задачи является подробное разрешение пристеночной области с целью дальнейшего воспроизведения экспериментальных распределений поверхностных характеристик давления и теплового потока. В зависимости от условий невозмущенного потока исследуемого режима обтекания, в задаче имеет место наличие рециркуляционной зоны, представляющей собой вихревое течение, оказывающие существенное влияние на структуру пристеночного потока.
MacLean M., Holden M.S., Dufrene A. Comparison between CFD and measurements for real-gas effects on laminar shockwave boundary layer interaction. AIAA Aviation, 2014, p. 49.
Holden M.S., MacLean M., Wadhams T.P., Dufrene A. Measurements of real gas effects on regions of laminar shock wave/boundary layer interaction in hypervelocity flows for "blind' code validation studies. 21st AIAA Computational Fluid Dynamics Conference, 2013. DOI: 10.2514/6.2013-2837
Kianvashrad N., Knight D. Simulation of hypersonic shock wave laminar boundary layer interaction on hollow cylinder flare. 54th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 2016. DOI: 10.2514/6.2016-0349
Youssefi M.R., Knight D. Assessment of CFD capability for hypersonic shock wave boundary layer interactions, part II. 54th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 2016. DOI: 10.2514/6.2016-0350
Kianvashrad N., Knight D. Simulation of hypersonic shock wave laminar boundary layer interaction on hollow cylinder flare, Part II. 47th AIAA Fluid Dynamics Conference, 2017. DOI: 10.2514/6.2017-3975
Димитриенко Ю.И., Коряков М.Н., Юрин Ю.В., Захаров А.А., Сборщиков С.В., Богданов И.О. Сопряженное моделирование высокоскоростной аэротермодинамики и внутреннего тепломассопереноса в композитных аэрокосмических конструкциях. Математическое моделирование и численные методы, 2021, № 3, с. 42–61.
Харченко Н.А. Численное моделирование аэротермодинамики высокоскоростных летательных аппаратов. Дисс. канд. физ.-мат. наук. Москва, 2021, 112 с.
Бессонов О.А., Харченко Н.А. Программная платформа для суперкомпьютерного моделирования задач аэротермодинамикию. Программная инженерия, 2021, т. 12, № 6 c. 302–310.
Kharchenko N.A., Kotov M.A. Aerothermodynamics of the Apollo-4 spacecraft at earth atmosphere conditions with speed more than 10 km/s. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1250, art. no. 012012.
Einfeldt B., Munz C.D., Roe P.L., Sjögreen B. On Godunov-type methods near low densities. Journal of Computational Physics, 1991, vol. 92, iss. 2, pp. 273–295.
Годунов С.К. Разностный метод численного расчета разрывных решений уравнений гидродинамики. Математический сборник, 1959, т. 47(89), № 3, с. 271–306.
Harten A., Lax P.D., van Leer B. On upstream differencing and Godunov–type schemes for hyperbolic conservation laws. SIAM Review, 1983, vol. 25, no. 1, pp. 35–61.
Toro E.F. Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics. Springer, 2009, 724 p.
Крюков И.А., Иванов И.Э., Ларина Е.В. Программный комплекс расчета высокоскоростных течений hySol. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2021, т. 22, № 1. URL: http://chemphys.edu.ru/issues/2021-22-1/articles/902/
Michalak K., Ollivier-Gooch C. Limiters for unstructured higher-order accurate solutions of the euler equations. 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2008, art no. 2008-0776. DOI: 10.2514/6.2008-776
Димитриенко Ю.И., Коряков М.Н., Захаров А.А. Применение метода RKDG для численного решения трехмерных уравнений газовой динамики на неструктурированных сетках. Математическое моделирование и численные методы, 2015, № 4, c. 75–91
Харченко Н.А., Носенко Н.А. Численное моделирование обтекания высокоскоростным потоком цилиндрически–конического тела и двойного конуса. Математическое моделирование и численные методы, 2022, № 3, с. 33–46.
Скачать статью
Количество скачиваний: 221