Важность указанной проблемы признается многими вычислите
-
лями
–
аэродинамиками
,
о чем свидетельствуют ежегодные научные
конференции по проблеме генерации конечно
-
разностных сеток
.
При
-
мечателен также еще один факт
:
даже несмотря на достаточно высо
-
кую стоимость подобных программных продуктов
(
несколько тысяч
долларов за одну постановку на компьютере
),
наиболее совершенные
из них находятся под контролем правительства США и других стран
–
разработчиков
.
Вместе с этим практический опыт использования таких
программ показывает
,
что они отнюдь не являются совершенными и
очень часто при их работе возникают неразрешимые проблемы
.
Проблема построения качественных конечно
-
разностных схем не
-
избежно встает перед научными группами
,
ведущими фундаменталь
-
ные и прикладные исследования в области вычислительной аэродина
-
мики
,
и от ее решения часто зависит конечный результат многих уси
-
лий
.
В настоящей работе приведены некоторые простейшие аналитиче
-
ские методы построения конечно
-
разностных схем
,
которые использо
-
вались при решении практических задач аэротермодинамики КА
,
спус
-
каемых в атмосферу Марса
.
Достоинства и недостатки этих методов
подробно обсуждаются далее
.
Построение конечно
-
разностной сетки вблизи КА сегменталь
-
но
-
конической формы
.
Геометрия КА сегментально
-
конической фор
-
мы и двухблочная схема расчетной области приведены на рис
. 1,
а
,
б
[1].
Первый блок расчетной области
(
A
1
B
1
C
1
D
1
)
ограничен лобовой
поверхностью КА
(
A
1
B
1
),
внешней границей расчетной области со
стороны набегающего невозмущенного потока
(
C
1
D
1
),
осью симме
-
трии
(
D
1
A
1
)
и конической поверхностью
(
B
1
C
1
),
являющейся про
-
должением обратного конуса
(
B
2
C
2
),
образующего заднюю поверх
-
ность КА
.
Второй блок расчетной области ограничен осью симметрии
0
D
2
E
2
,
внешней границей
,
расположенной в невозмущенном газовом
потоке
(
A
2
F
2
),
выходной границей газового потока
(
E
2
F
2
)
и грани
-
цей
A
2
B
2
C
2
D
2
,
состоящей из трех частей
:
A
2
B
2
—
области газового
потока
,
смежной к первому блоку расчетной сетки
;
B
2
C
2
и
C
2
D
2
—
ко
-
нической и сегментальной поверхностей КА
.
Направление изменения
узлов расчетных сеток показано на рис
. 1,
а
.
Для построения расчетной сетки заданы следующие исходные дан
-
ные
,
характеризующие геометрию КА
:
R
n
—
радиус лобового сфери
-
ческого сегмента
(
радиус кривизны участка поверхности
A
1
B
1
);
R
b
—
радиус сферического сегмента донного затупления
;
2
ϕ
1
—
угол рас
-
крытия конической поверхности
(
ϕ
1
—
угол между лучом
A
2
B
2
C
2
и
осью симметрии
);
2
ϕ
2
—
центральный угол лобовой поверхности
(
ϕ
2
—
угол между лучом
X
0
B
2
и осью симметрии
).
ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2004.
№
2 25
