МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И
СИСТЕМ
УДК
533.6
С
.
Т
.
С у р ж и к о в
АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ
КОНЕЧНО
-
РАЗНОСТНЫХ СЕТОК
ДЛЯ РАСЧЕТА АЭРОТЕРМОДИНАМИКИ
СПУСКАЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Приведены аналитические методы построения многоблоч
-
ных конечно
-
разностных сеток
,
предназначенных для расчета
обтекания и нагрева спускаемых космических аппаратов
.
Про
-
анализированы преимущества и недостатки различных сеточных
конфигураций
.
Представлены примеры расчетных сеток для трех
форм космических аппаратов
: Pathfinder (
США
), Mars Sample
Return Orbiter (MSRO,
Европейское космическое агентство
)
и
сегментально
-
конического космического аппарата
(
Россия
).
Проблема построения конечно
-
разностных сеток
—
одна из глав
-
ных в вычислительной аэродинамике
.
При всей кажущейся простоте
постановки задачи о построении требуемой конечно
-
разностной сет
-
ки
,
решение этой проблемы еще далеко до своего завершения
.
В самом
деле
,
задача о создании конечно
-
разностной сетки может быть сформу
-
лирована следующим образом
:
построить двух
-
или трехмерную сетку
для расчетов аэротермодинамики космического аппарата
(
КА
)
задан
-
ной формы
,
которая вносила бы минимальные погрешности при рас
-
чете аэродинамических и тепловых характеристик обтекания при ис
-
пользовании адекватных исследуемым процессам конечно
-
разностных
схем
.
Однако при попытке создания таких сеток сразу возникает боль
-
шое количество противоречивых требований и условий
,
выполнить ко
-
торые можно только при использовании оптимизирующих алгоритмов
,
в результате чего не удается избежать заметной погрешности
,
вноси
-
мой сеточной конфигурацией в расчетные данные
.
Поэтому очень ча
-
сто проблема минимизации численных погрешностей формулируется
не по отношению к проблеме создания совершенных расчетных мето
-
дов
,
а по отношению к проблеме построения наиболее подходящих для
каждого конкретного случая расчетных сеток
.
Особенно это важно при
решении практически важных задач аэродинамики и теплообмена
,
ко
-
гда отсутствует возможность длительного и тщательного исследования
различных конечно
-
разностных схем
,
но имеется положительный опыт
применения выбранных ранее расчетных схем и алгоритмов
.
24 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2004.
№
2
