для расчета нестационарных, осредненных по Рейнольдсу уравнений
Навье–Стокса на прямоугольных сетках, адаптируется к особенностям
течения и границе обтекаемого тела генерацией и сгущением сетки
по методу AMR [18–21]. В этом случае создается структурированная
прямоугольная сетка, каждая расчетная ячейка которой представляется
вершиной дерева и имеет заданный уровеньиерархии.
Результаты численного моделирования.
Расчетная областьвы-
полнена в виде прямоугольного параллелепипеда, внутри которого по-
мещена модельГЛА Waverider. При проведении численных расчетов
использовалась адаптивная к границам ГЛА сетка, построенная в де-
картовой системе координат. Характерное число узлов регулярной рас-
четной сетки составляло
3
·
10
6
. На левую границу параллелепипеда
(вход в расчетную область) вдувался однородный поток воздуха, па-
раметры которого соответствовали высоте
H
= 30
км от поверхности
Земли. Расчеты проведены для углов атаки от 0
◦
до 5
◦
, числа Маха
M
= 6
(в набегающем потоке) и при следующих значения газодина-
мических параметров на входе: температура 227 K; давление 1200 Па;
плотность0,0184 кг/м
3
, скоростьзвука 302 м/с; динамическая вязкость
0
,
148
·
10
−
4
кг/(м
·
с). На рис. 5–8 (3-я и 4-я полосы обложки) приведе-
ны результаты расчетов, выполненных с помощью приведенной мето-
дики.
На рис. 5 и 7 показаны распределения чисел Маха для углов атаки
0
◦
и 5
◦
. Рис. 6 и 8 соответствуют распределениям поля температуры
при аналогичных углах атаки.
Приведенные в настоящей работе графические распределения мо-
гут бытьописаны в виде следующей картины течения: вблизи носа
и нижней поверхности ГЛА возникает головной скачок уплотнения и
начинается формирование пограничного слоя, в области перехода от
носовой поверхности к задней части ГЛА находится областьволн раз-
режения (для углов атаки, больших 0), далее по потоку наблюдается
“горло” следа (донная областьтечения) с примыкающими к нему хво-
стовыми скачками, замыкается течение ближним и дальним следом.
Из приведенных распределений следует, что экстремальные зна-
чения температуры и давления наблюдаются в носовой (
T
≈
1300
K,
p
≈
5500
Па) и донной областях течения (
T
≈
1100
. . .
900
K,
p
≈
3
Па).
В зависимости от угла атаки температура воздуха, обтекающего верх-
нюю поверхностьГЛА Waverider, достаточно сильно изменяется: для
угла атаки
α
= 0
температура достигает значения
T
≈
900
K; а для
угла атаки 5
◦
— значения
T
≈
500
K. В обоих случаях наблюдается
значительная по пространственным размерам область следа, в которой
температура воздуха
T
≈
1000
K. Здесьотметим, что для более пра-
вильного описания картины течения необходимо рассматривать газ,
как многокомпонентную химически реагирующую смесь.
28 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3
