Рис. 5. Изменение площади
S
области аэродинамической ви-
димости в зависимости от угла
атаки
видимой, в противном случае видимым
является только ее участок, причем его
площадь зависит от значения угла атаки.
Результаты расчета модели УТ.
Предложенный алгоритм был применен
для расчета аэродинамических коэффи-
циентов для модели УТ со складками в
широком диапазоне углов атаки. Допол-
нительно были проведены расчет ана-
логичной модели с помощью гидроди-
намического решателя FlowSimulation и
сравнение полученных результатов.
Расчет выполнялся для геометриче-
ской модели (см. рис. 2) с шестью склад-
ками амплитудой 30% от
R
ст
и нулевым меридиональным углом.
Геометрические размеры эквивалентной цилиндроконической модели
приведены в работе [15].
При расчете аэродинамических коэффициентов комбинированным
методом дискретизация поверхности состояла из 10 тысяч элементов.
Время расчета коэффициентов для одной расчетной точки при варьи-
ровании угла атаки составляет менее секунды.
Решатель FlowSimulation базируется на методе конечных объемов
применительно к решению уравнений Навье – Стокса. Начальными
условиями при расчете FlowSimulation принимались стандартные
условия воздуха с приближениями для высокоскоростных потоков.
Проверка процедуры расчета в пакете FlowSimulation проводилась
путем сравнения с теоретическими и экспериментальными данными
продувки конусов со скоростями потока 4М. Сравнение с теорети-
ческими данными показало, что при использовании высокой дискре-
тизации погрешность вычислений может составлять 1. . . 2%, однако
время расчета достигает 24 ч. Для оценки параметров для модели
УТ скорость потока принималась равной 6М, а интенсивность тур-
булентности 1%. В расчете использовалась модель турбулентности
k
−
ε
.
При расчетах в пакете FlowSimulation применялась адаптация рас-
четной сетки, и расчетная область насчитывала 3,5 млн элементов,
время расчета одной точки составляло порядка 20 ч, а по разработан-
ному алгоритму — менее секунды.
Результаты расчетов приведены на рис. 6. Следует отметить хоро-
шее согласование данных, полученных при расчете в пакете FlowSimula-
tion и по методу Ньютона.
Выводы.
1. Разработан, реализован и протестирован численный
алгоритм расчета аэродинамических коэффициентов по методу Нью-
тона с автоматическим разрешением области видимости поверхности
118 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 4
