533.6.011.5:533.6.011.72:519.634 Численное моделирование гистерезиса при обтекании системы двух тел
Максимов Ф. А. (Институт автоматизации проектирования РАН)
СИСТЕМА ИЗ ДВУХ ТЕЛ, АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УДАРНО-ВОЛНОВЫЕ СТРУКТУРЫ, ГИСТЕРЕЗИС
doi: 10.18698/2309-3684-2025-1-5779
Представлены результаты расчетов обтекания двух тел, расположенных вдоль направления потока. Известны результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик системы груз - тормозное устройство. Одним из интересных явлений в данной задаче является гистерезис характеристик при изменении расстояния между телами. 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 смещении одного из тел с увеличением или уменьшением расстояния между телами обнаружена качественная перестройка структуры течения. Реализуемая схема обтекания зависит не только от величины расстояния, но и от режима обтекания, в котором система находилось до изменения расстояния. Показана возможность численного моделирования гистерезиса аэродинамических свойств системы двух тел в зависимости от расстояния между ними.
[1] Хлебников В.С. Исследование течения перед сферой, помещенной в следе тела, при сверхзвуковом обтекании. Ученые записки ЦАГИ, 1971, т. 2, № 1, с. 42-48.
[2] Хлебников В.С. Перестройка течения между парой тел, одно из которых расположено с следе другого, при сверхзвуковом обтекании. Ученые записки ЦАГИ, 1976, т. 7, № 3, с. 133-136.
[3] Хлебников В.С. Осесимметричное обтекание пары тел сверхзвуковым потоком газа. Ученые записки ЦАГИ, 1978, т. 9, № 6, с. 108-114.
[4] Пилюгин Н.Н., Талипов Р.Ф., Хлебников В.С. Обтекание тел неравномерным сверхзвуковым потоком типа следа. Теплофизика высоких температур, 1996, т. 34, № 5, с. 780–795.
[5] Пилюгин Н.Н., Хлебников В.С. Проблема создания парашютной системы для торможения летательного аппарата при сверхзвуковых режимах. Прикладная механика и техническая физика, 2010, т. 51, № 5, с. 5-16.
[6] Хлебников В.С. Аэротермодинамика элементов летательных аппаратов при стационарном и нестационарном сверхзвуковом обтекании. Москва, Физматлит, 2014, 168 с.
[7] Laurence S.J., Parziale N.J., Deiterding R. Dynamical separation of spherical bodies in supersonic flow. Journal of Fluid Mechanics, 2012, с.159-182.
[8] Максимов Ф.А. Сверхзвуковое обтекание системы тел. Компьютерные исследования и моделирование, 2013, т. 5, № 6, с. 969–980.
[9] Li T., Sui J., Gong S., Wu C. Dynamical separation of rigid bodies in supersonic flow. Science China Technological Sciences, 2015, vol. 58, no. 12, pp. 2110-2121.
[10] Lukashenko V.T., Maksimov F.A. On the separation of two meteoroid fragments of different shapes. Journal of Physics: Conference Series.2020, vol. 1479, no. 012132, pp. 1-10.
[11] Cardona V., Joussot R., Lago V. Shock/shock interferences in a supersonic rarefied flow: experimental investigation. Experiments in Fluids, 2021, vol. 62, iss. 6, art. 135.
[12] Laurence S.J., Deiterding R. Shock-wave surfing. Journal of Fluid Mechanics, 2021, vol. 676, pp. 396-431.
[13] Seltner P.M., Willems S., Gulham A. Aerodynamic interactions of blunt bodies free-flying in supersoni flow. Experiments in Fluids, 2024, vol. 65, no. 6, art. 80.
[14] Максимов Ф.А., Шевелев Ю.Д. Моделирование обтекания проницаемых поверхностей. Математическое моделирование, 2018, № 11, с. 127-144.
[15] Максимов Ф.А. Численное моделирование гистерезиса при обтекании плоского сопла. Математическое моделирование и численные методы, 2023, № 4, с. 27-46.
Максимов Ф.А. Численное моделирование гистерезиса при обтекании системы двух тел. Математическое моделирование и численные методы, 2025, № 1, с. 57–79.
Скачать статью
Количество скачиваний: 6