533.6.011.5:533.6.011.72:519.6 Численное моделирование гистерезиса при обтекании плоского сопла
Максимов Ф. А. (Институт автоматизации проектирования РАН)
ПЛОСКОЕ СОПЛО, УДАРНО-ВОЛНОВЫЕ СТРУКТУРЫ, АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ГИСТЕРЕЗИС, УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ ТЕЧЕНИЯ
doi: 10.18698/2309-3684-2023-4-2746
Представлены результаты численного моделирования двумерных плоских ламинарных течений около двух наклонных пластин, образующих сужающее сопло вдоль вектора скорости набегающего сверхзвукового потока совершенного газа. Применена многоблочная вычислительная технология с использованием локальных адаптированных к поверхности тел криволинейных сеток, имеющих конечные области перекрытия с глобальной прямоугольной сеткой для всей расчетной области. Вязкие пограничные слои разрешаются на локальных сетках с использованием уравнений Навье ― Стокса, а эффекты аэродинамической интерференции сопутствующих ударно-волновых структур описываются в рамках уравнений Эйлера. В областях перекрытия сеток применяется интерполяция функций до границ перехода от одной сетки к другой. При последовательном увеличении или уменьшении числа Маха набегающего сверхзвукового потока обнаружена качественная перестройка структуры течения около сопла ― образуются либо отошедшая ударная волна и дозвуковая зона течения перед соплом, либо косые скачки около наклонных пластин. Выявлен гистерезис, выражающийся в том, что в определенной области чисел Маха структура течения и аэродинамическая нагрузка на сопло зависят не только от величины, но и от предыстории изменения числа Маха. Показана возможность изменения структуры течения с помощью введения в набегающий поток неоднородности по плотности.
Зубин М.А., Туник Ю.В. Запуск сопла Лаваля в набегающем потоке. Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа, 2014, т. 49, № 4, с. 155–160.
Максимов Ф.А., Шевелев Ю.Д. Моделирование обтекания проницаемых поверхностей. Математическое моделирование, 2018, № 11, с. 127-144.
Максимов Ф.А., Чураков Д.А., Шевелев Ю.Д. Разработка математическихмоделей и численных методов для решения задач аэродинамическогопроектирования на многопроцессорной технике. Журнал вычислительной математики и математической физики, 2011, т. 51, № 2, с. 303–328.
Туник Ю.В. Запуск сопла Лаваля в набегающем потоке. Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа, 2011, № 5, с. 120–127.
Иванов М.С., Кудрявцев А.Н., Хотяновский Д.В. Численное моделирование перехода между регулярным и маховским отражением ударных волн под воздействием локальных возмущений. ДокладыАкадемии наук, 2000, т. 373, № 3, с. 332–336.
Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Управление обтеканием различных тел с помощью локализованного подвода энергии в сверхзвуковой набегающий поток. Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа, 2003, № 5, с. 154–167.
Schulein E., Zheltovodov A.A., Pimonov E.A, Loginov M.S. Study of the bow shock interaction with laser pulse heated air bubbles. AIAA Paper, 2009, iss. 3568.
Fokeev V.P., Grin Yu.I., Levin V.A., Sharov Yu.L., Tunik Yu.V. The influence of gas discharge on propagation of triple shock mach configuration – numerical and experimental investigations. Moscow, IVTAN, 2003, pp. 234–240.
Niederhaus J.H.J., Greenough J.A., Oakley J.G., Ranjan D., Anderson M.H., Bonazza R.A. Computational parameter study for the three dimensional shock bubble interaction. Journal Fluid Mech, 2008, vol. 594, pp. 85–124.
Schulein E., Zheltovodov A.A., Pimonov E.A., Loginov M.S. Experimental and numerical modeling of the bow shock interaction with pulse heated air bubbles. International Journal of Aerospace Innovations, 2010, vol. 2, iss. 3, pp. 165–188.
Picone J.M., Boris J.P. Vorticity generation by shock propagation through bubbles in a gas. Journal Fluid Mech, 1988, vol. 189, pp. 23–51
Максимов Ф.А. Численное моделирование гистерезиса при обтекании плоского сопла. Математическое моделирование и численные методы, 2023, № 4,с. 27–46.
Скачать статью
Количество скачиваний: 118