10.14489/vkit.2017.08.pp.024-029

DOI: 10.14489/vkit.2017.08.pp.024-029

Назаров В. С., Ларина Е. В., Смоляков А. А., Крюков И. А., Иванов И. Э.
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕРХЗВУКОВОГО ОБТЕКАНИЯ ЗАТУПЛЕННОГО КОНУСА
(c. 24-29)

Аннотация. Представлен комплекс программ NS3DCalcG для расчета высокоскоростных многомерных течений, основанный на решении уравнений Навье–Стокса с (k–ε)-моделью турбулентности, расчета пограничного слоя и теплофизических свойств равновесного реагирующего газа. Данная модель доработана и модифицирована для выполнения расчетов высокоскоростных, сжимаемых, неравновесных течений в пространственных областях сложной формы. Для обеспечения положительности k и ε использованы специально подобранные ограничители этих величин. Решение общей системы уравнений выполнено с помощью метода Годунова второго порядка точности с использованием кусочно-линейного восстановления. Задача распада разрыва решается с помощью приближенного метода расчета AUSM+ (Advection Upstream Splitting Method). Изложена процедура расчета подъемной силы конуса для разных углов атаки. Приведено сравнение рассчитанных коэффициентов подъемной силы с коэффициентами, полученными экспериментально и рассчитанными в системе ANSYS Fluent.

Ключевые слова: угол атаки; затупленный конус; набегающий поток; подъемная сила; метод Годунова; метод AUSM+.

Nazarov V. S., Larina E. V., Smolyakov A. A., Kryukov I. A., Ivanov I. E.
COMPUTATIONAL INVESTIGATION SUPERSONIC FLOW-PAST OF BLUNT-NOSED CONE
(pp. 24-29)

Abstract. The work has given an account of verification gas dynamic program NS3DCalcG. They have made verification on supersonic flow-past of blunt-nosed cone task. The program contains the numerical scheme and additional performance capabilities for simulation high-speed multi-dimension stream. They have made Numerical complex NS3DCalcG onto school Numerical Math and Programming MAI (Moscow Aviation Institute). The model based on Navier–Stokes equation with k–ε turbulence model. The model has developed and modified for execution of computing by high-speed, compressible, nonequilibrium stream of gas for the multi-dimension complicated field. They have taken special limiters for k and ε coefficients. Solution to the equation makes having used second-order accuracy the finite volume method. They have used second order accuracy to take the second accuracy the finite volume method. Rieman problem has solved with help method AUSM+ (Advection Upstream Splitting Method). Computational space is blunt-nosed cone divided into two fields. The cone has had tetrahedral mesh. In this article method of climb power computation has described. Сlimb power computation has made for a variant angle of attack. It has equated coefficients of ascensional force from experiment and from solving Navier–Stokes equation.

Keywords: Incidence Angle; Blunt-nosed cone; Approach flow; Ascensional force; Godunov-type method; AUSM+ method.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. С. Назаров, Е. В. Ларина (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
А. А. Смоляков (ПАО «Научно-производственное объединение «Алмаз» им. академика А. А. Расплетина», Москва, Россия)
И. А. Крюков (Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, Москва, Россия)
И. Э. Иванов (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия)

Eng

V. S. Nazarov, E. V. Larina (Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
A. A. Smolyakov (PSC “Scientific-Production Association “Almaz” named after Academician A. A. Raspletin”, Moscow, Russia)
I. A. Kryukov (A. Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the RAS, Moscow, Russia)
I. E. Ivanov (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Глушко Г. С., Иванов И. Э., Крюков И. А. Метод расчета турбулентных сверхзвуковых течений // Математическое моделирование. 2009. Т. 21, № 12. С. 103 – 121.
2. Любимов А. Н., Тюмнев Н. М., Хут Г. И. Методы исследования течений газа и определения аэродинамических характеристик осесимметричных тел: учеб. пособие. М.: Наука, 1995. 398 с.
3. Методы ускорения газодинамических расчетов на неструктурированных сетках / К. Н. Волков и др.; под ред. проф. В. Н. Емельянова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. 536 с.
4. Численное решение многомерных задач газовой динамики / под ред. С. К. Годунова. М.: Наука, 1976. 400 с.
5. Боровиков С. Н., Иванов И. Э., Кpюков И. А. Моделирование пространственных течений идеального газа с использованием тетраэрдальных сеток // Математическое моделирование. 2006. Т. 18, № 8. С. 37 – 48.
6. Barth T. J., Jespersen D. C. The Design and Application of Upwind Schemes on Unstructured Meshes // AIAA. Jun. 1989. Paper No. 89-0366.
7. Venkatakrishnan V. Convergence to Steady State Solutions of the Euler Equations on Unstructured Grids with Limiters // J. of Computational Physics. 1995. V. 118. Р. 120 – 130.
8. Michalak C., Ollivier-Gooch C. Accuracy Preserving Limiter for the High-Order Accurate Solution of the Euler Equations // J. of Computational Physics. 2012. V. 228. Р. 8693 – 9711.
9. Applications of AUSM+ Scheme on Subsonic, Supersonic and Hypersonic Flows Fields / M. Ya. Younis et al. // Intern. J. of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering. 2011. V. 5, № 1. 7 p.
10. Neal L. Jr. A Study of the Pressure, Heat Transfer, and Skin Friction on Sharp and Blunt Flat Plates at Mach Number 6.8” // NASA TN D-3312, 1966. Р. 1 – 26.

Eng

1. Glushko G. S., Ivanov I. E., Kriukov I. A. (2009). Calculation method of turbulent supersonic flows. Matematicheskoe modelirovanie, 21(12), pp. 103-121. [in Russian language]
2. Liubimov A. N., Tiumnev N. M., Khut G. I. (1995). Methods of investigation of gas flows and determination of aerodynamic characteristics of axisymmetric solids: textbook. Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. Emel'ianov V. N. (Ed.), Volkov K. N. (2013). Methods of accelerating gas-dynamic calculations on unstructured meshes. Moscow: FIZMATLIT. [in Russian language]
4. Godunov S. K. (Ed.). (1976). Numerical solution of multidimensional gas dynamics problems. Moscow: Nauka. [in Russian language]
5. Borovikov S. N., Ivanov I. E., Kriukov I. A. (2006). Simulation of spatial currents of ideal gas using tetrahedral grids. Matematicheskoe modelirovanie, 18(8), pp. 37-48. [in Russian language]
6. Barth T. J., Jespersen D. C. (1989). The design and application of upwind schemes on unstructured meshes. AIAA. Jun. 1989. Paper No. 89-0366.
7. Venkatakrishnan V. (1995). Convergence to steady state solutions of the Euler equations on unstructured grids with limiters. J. of Computational Physics, 118, pp. 120-130.
8. Michalak C., Ollivier-Gooch C. (2012). Accuracy preserving limiter for the high-order accurate solution of the Euler equations. J. of Computational Physics, 228, pp. 8693-9711.
9. Younis M. Ya. et al. (2011). Applications of AUSM+ scheme on subsonic, supersonic and hypersonic flows fields. Intern. J. of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, 5(1).
10. Neal L. Jr. (1966). A study of the pressure, heat transfer, and skin friction on sharp and blunt flat plates at Mach Number 6.8”. NASA TN D-3312, pp. 1-26.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2017.08.pp.024-029

и заполните ФОРМУ

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

14489/vkit.2017.08.pp.024-029

and fill out the FORM