МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
УДК
533.6.011.8
С
.
Т
.
С у р ж и к о в
МЕТОД РАСЧЕТА СВЕРХЗВУКОВОГО
ОБТЕКАНИЯ СФЕРЫ НА ОСНОВЕ
AUSM
КОНЕЧНО
-
РАЗНОСТНЫХ СХЕМ
Изложен метод численного моделирования обтекания сферы сверх
-
звуковым потоком совершенного газа
,
основанный на расщеплении
системы уравнений динамики вязкого теплопроводного газа на две
группы уравнений
,
одна из которых
—
уравнения Навье
–
Стокса
—
интегрируется с использованием
AUSM
конечно
-
разностных схем
,
а
другая
—
уравнение сохранения энергии
—
интегрируется с исполь
-
зованием неявного метода интегрирования пятиточечной конечно
-
разностной схемы
.
Приведены результаты численных исследований обтекания
сферы во всей области течения от головной ударной волны до даль
-
него следа для условий набегающего потока
,
соответствующих не
-
которой точке одной из возможных траекторий входа космическо
-
го аппарата в атмосферу
.
Показана зависимость численных реше
-
ний от используемых конечно
-
разностных сеток
.
Даны рекоменда
-
ции по построению оптимальных сеток
.
Производительность современных компьютеров и развитие вычи
-
слительных методов решения задач аэрофизики позволяют модели
-
ровать поле течения
,
теплофизические
,
термохимические и радиаци
-
онные процессы во всей возмущенной области вокруг летательных
аппаратов
,
входящих в плотные слои атмосферы
:
от фронта головной
ударной волны до дальнего следа
.
К наиболее актуальным пробле
-
мам компьютерной аэротермодинамики сегодняшнего дня можно отне
-
сти тестирование разрабатываемых расчетно
-
теоретических моделей
и программных кодов
,
повышение их вычислительной эффективно
-
сти
,
математическое моделирование сложных
(
трехмерных
)
элементов
течения у поверхности летательных аппаратов
(
отрывные течения и
течения присоединения
,
ламинарно
-
турбулентный переход
,
сложные
ударно
-
волновые взаимодействия
,
явления гистерезиса и бифуркации
).
В настоящей работе подробно излагается один из расчетно
-
теоре
-
тических методов исследования аэротермодинамики космических ап
-
паратов
,
предназначенных для входа в плотные слои атмосфер планет
и возвращения на Землю
[1, 2].
Особенностью указанного метода явля
-
ется использование принципа расщепления полной системы уравнений
динамики вязкого и теплопроводного газа на две группы
,
а также при
-
менение для интегрирования уравнений каждой из групп различных
ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2005.
№
3 7
