перфорации. Под степенью перфорации будем понимать отношение общей
площади перфорационных отверстий к площади боковой поверхности не-
перфорированного стабилизирующего элемента (диска или юбки). Стабили-
зирующие устройства закреплялись в кормовой части центрального тела, как
это показано на рис. 1,
а
. В качестве параметра, отвечающего за изменение
степени перфорации, был выбран диаметр отверстий
d
j
так, что общее число
отверстий
N
= 124
для всех исследуемых вариантов оставалось постоянным.
Для проведения весовых испытаний модели крепились на 6-компо-
нентные весы в центральной части аэродинамической трубы. Эксперименты
проводились при скорости в рабочей части
u
∞
= 25
м/c, что соответствовало
числу Рейнольдса Re
Lb
= 1
,
98
∙
10
5
, и углах атаки
α
= 0
◦
. . .
30
◦
с шагом
Δ
α
= 5
◦
. В процессе проведения экспериментов выполнялись замеры осевой
и нормальной сил, а также момента тангажа с относительной погрешностью
соответственно 3, 2 и 5%.
В целях проведения анализа полученных экспериментальных данных и
установления влияния перфорации на общую структуру течения на боковой
поверхности тела и в донном следе были выполнены численные расчеты в
коммерческом пакете COSMOSFloWorks с использованием стандартной
k
–
ε
-
модели турбулентности. Исходная система уравнений для несжимаемого газа
(
ρ
=
const) в форме Рейнольдса, включающая в себя уравнение неразрывно-
сти и движения, имела следующий вид:
∂u
j
∂x
j
= 0;
∂
∂t
(
u
k
) +
∂
∂x
j
(
ρu
j
u
k
) =
−
1
ρ
∂p
∂x
j
δ
jk
+
∂
∂x
j
τ
jk
ρ
−
u
0
j
u
0
k
,
где верхнее подчеркивание соответствует усредненным параметрам потока;
индексы
j, k
определяют направления осей в декартовой системе координат;
u
k
,
u
j
— проекции скорости на оси декартовой системы;
δ
jk
— символ Кро-
некера;
p
— давление;
τ
jk
— касательные напряжения;
u
0
j
u
0
k
— турбулентные
касательные напряжения (или напряжения Рейнольдса). Для расчета тур-
булентных течений с использованием
k
–
ε
-модели турбулентности исходная
система уравнений замыкалась уравнениями для кинетической энергии тур-
булентных пульсаций
k
и скорости ее диссипации
ε
:
∂ε
∂t
+
u
j
∂ε
∂x
j
=
∂
∂x
j
ν
+
ν
t
σ
ε
∂ε
∂x
j
+
+
C
ε
1
ε
k
∂u
k
∂x
j
ν
t
∂u
j
∂x
k
+
∂u
k
∂x
j
−
2
3
δ
jk
k
−
C
ε
2
ε
k
2
;
∂k
∂t
+
u
j
∂k
∂x
j
=
∂
∂x
j
ν
+
ν
t
σ
k
∂k
∂x
j
+
+
ν
t
∂u
j
∂x
k
+
∂u
k
∂x
j
−
2
3
δ
jk
k
∂u
k
∂x
j
−
ε,
где
ν
t
=
C
μ
k
2
/ε
— турбулентная вязкость;
C
μ
= 0
,
09
,
C
ε
1
= 1
,
44
,
C
ε
2
= 1
,
92
,
σ
k
= 1
,
0
;
σ
ε
= 1
,
3
— коэффициенты.
Расчетная область для всех исследуемых конфигураций представляла со-
бой параллелепипед длиной
3
L
b
от носовой части до левой границы и
4
L
b
от
кормового среза до правой границы, высотой
12
L
b
и c поперечными разме-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1 73
