Современные особенности и место модельного эксперимента при разработке элементов летательного аппарата

несколько вариантов исследуемых образцов, отличающихся каналами,

ведущими в различные зоны модели. При проектировании мелкомас-

штабных моделей в части установки их в рабочую зону использова-

лась идея применения вариативной сменной части, представленная в

патенте авторов статьи [8].

Технология производства мелкомасштабных моделей разрабатыва-

лась под возможности оборудования быстрого прототипирования РЦ

МАИ — стереолитографическую (SLA) установку ViperSi2 компании

3D Systems [9].

Внешний вид моделей из фотополимера Acura-60, снятых с плат-

формы и промытых, но без окончательной механической обработки,

приведен на рис. 3,

Модели были установлены на стенды и проведены испытания в

соответствии с разработанными программами-методиками исследова-

тельских испытаний. Результаты испытаний обсудим в соответствую-

щем разделе настоящей статьи.

Подготовка и проведение численного эксперимента.

Спроекти-

рованная трехмерная CAD-модель для стендовых испытаний помимо

производства передается в пакет ANSYS CFX для выполнения газо-

динамического расчета. Математическая модель для расчета ОАТУ и

ДАТУ состоит из полной системы уравнений Навье – Стокса, осред-

ненных по Рейнольдсу. В качестве модели турбулентности исполь-

зуется инженерная модель SST, которая является комбинацией рас-

пространенных двухпараметрических моделей (

−

) и (

−

). В ра-

боте используется схема дискретизации второго порядка. В качестве

критериев сходимости используются заданные максимальные уровни

для невязок уравнений и глобальных законов сохранения, а также по-

стоянство физических характеристик: расход, максимальное давление,

скорости. Граничные условия для расчета задавались из условий на-

турных экспериментов и сведены в таблицу. Течение моделируется как

поток сжимаемой среды. Свойства воздуха описываются с помощью

модели идеального газа. Пример расчета устройства, аналогичного

ОАТУ, приведен в [10].

Граничные условия расчета

Параметр

ОАТУ

ДАТУ

Вход

600 м/с

8,3 м/с

Выход

1 атм

Угол атаки

Модель турбулентности

SST

Среда

Air ideal gas

36 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 1