- Код статьи
- 10.31857/S0032823524060058-1
- DOI
- 10.31857/S0032823524060058
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 88 / Номер выпуска 6
- Страницы
- 887-909
- Аннотация
- Исследованы различные подходы повышенной точности к численному решению задачи нестационарного обтекания модели конуса в условиях ударной аэродинамической трубы. Показано, что применение расчетных методов на основе диссипативных численных схем второго порядка приводит к «смазыванию» физических осцилляций решения и влечет за собой значительные ошибки. Проведено сопоставление, которое показало качественное и количественное соответствие результатов расчета и эксперимента на этапе запуска ударной аэродинамической трубы. Сделан вывод о возможности применения предложенной методологии на практике.
- Ключевые слова
- уравнения Рейнольдса численные методы повышенная точность нестационарная постановка тестирование ударная труба конус эксперимент расчет
- Дата публикации
- 01.06.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 30
Библиография
- 1. Bosniakov S. Experience in integrating CFD to the technology of testing models in wind tunnels // Progr. in Aerosp. Sci. 1998. № 34. P. 391–422.
- 2. Neyland V., Bosniakov S., Glazkov S., Ivanov A., Matyash S., Mikhailov S., Vlasenko V. Conception of electronic wind tunnel and first results of its implementation // Progr. in Aerosp. Sci. 2001. V. 37. № 2. P. 121–145.
- 3. Bosnyakov S., Kursakov I., Lysenkov A., Matyash S., Mikhailov S., Vlasenko V., Quest J. Computational tools for supporting the testing of civil aircraft configurations in wind tunnels // Progr. in Aerosp. Sci. 2008. V. 44. № 2. P. 67–120.
- 4. Босняков С.М., Нейланд В.Я., Власенко В.В., Курсаков И.А., Матяш С.В., Михайлов С.В., Квест Ю. Опыт применения результатов численного расчета для подготовки и проведения испытаний в аэродинамических трубах // Матем. моделир. 2013. Т. 25. № 9. С. 43–62.
- 5. Vos J.B., Rizzi A., Darracq D., Hirscheld E.H. Navier–Stokes solvers in European aircraft design // Progr. in Aerosp. Sci. 2002. V. 38. P. 601–697.
- 6. Spalart P.R., Allmaras S.R. A One-equation turbulence model for aerodynamic flows // AIAA Paper. 1992. № 92-0439.
- 7. Menter F.R. Zonal two-equation k-ω turbulence model for aerodynamic flows // AIAA Paper. 1993. № 93-2906.
- 8. Безменов В.Я., Колочинский Ю.Ю. Конструкция и характеристики гиперзвуковой ударной трубы УТ-1 ЦАГИ // Тр. ЦАГИ. 1969. № 9152.
- 9. Громыко Ю.В., Цырюльников И.С., Маслов А.А. К разработке методики определения параметров потока в импульсных аэродинамических трубах // Теплофиз. и аэромех. 2022. № 5. С. 695–708.
- 10. Котов М.А., Рулева Л.Б., Солодовников С.И., Суржиков С.Т. Проведение экспериментов по обтеканию моделей в гиперзвуковой ударной аэродинамической трубе // Физ.-хим. кин. в газ. дин. 2013. Т. 14. Вып. 4. http://chemphys.edu.ru/issues/2013-14-4/articles/428/
- 11. Рейнольдс А.Дж. Турбулентные течения в инженерных приложениях. М.: Энергия, 1979. 408 с.
- 12. Хинце И.О. Турбулентность. Ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963. 680 с.
- 13. Olsen M., Coakley T. The lag model, a turbulence model for non equilibrium flows // 15th AIAA Comput. Fluid Dyn. Conf. 2001. P. 2564.
- 14. Шугаев Ф.В. Взаимодействие ударных волн с возмущениями. М.: Изд-во МГУ, 1983. 96 с.
- 15. Годунов С.К., Забродин А.В., Прокопов Г.П. Разностная схема для двумерных нестационарных задач газовой динамики и расчет обтекания с отошедшей ударной волной // ЖВВММФ. 1961. Т. 1. № 6. С. 1020–1050.
- 16. Годунов С.К., Прокопов Г.П. Об использовании подвижных сеток в газодинамических расчетах // ЖВВММФ. 1972. Т. 12. № 2. С. 429–440.
- 17. Русанов В.В. Расчет взаимодействия нестационарных ударных волн с препятствиями // ЖВВММФ. 1961. Т. 1. № 2. С. 267–279.
- 18. Макаров В.Е. К выделению поверхностей разрывов при численном решении сверхзвуковых конических течений // ЖВВММФ. 1982. Т. 22. № 5. С. 1218–1226.
- 19. Moretti G. Three-dimensional, supersonic, steady flows with any number of imbedded shocks // AIAA Paper. 1974. № 74–10.
- 20. Kutler P., Lomax H. Shock capturing, finite difference approach to supersonic flows // J. Spacecraft&Rockets. 1971. V. 8. № 12. P. 1175–1182.
- 21. Quirk J.J. A contribution to the great Riemann solver debate // ICASE Rep. No. 92–64. 1992; Int. J. Numer. Meth. Fluids. 1994. V. 18. P. 555–574.
- 22. Robinet J.-Ch., Gressier J., Casalis G., Moschetta J.-M. Shock wave instability and the carbuncle phenomenon: same intrinsic origin? // J. Fluid Mech. 2000. V. 417. P. 237–263.
- 23. Иванов М.Я., Крайко А.Н. Об аппроксимации разрывных решений при использовании разностных схем сквозного счета // ЖВММФ. 1978. Т. 18. № 3. С. 780–783.
- 24. Остапенко В.В. О сходимости разностных схем за фронтом нестационарной ударной волны // ЖВММФ. 1997. Т. 37. № 10. С. 1201–1212.
- 25. Nishikawa H., Kitamura K. Very simple, carbuncle-free, boundary-layer-resolving, rotated-hybrid Riemann solvers // J. Comput. Phys. 2008. V. 227. P. 2560–2581.
- 26. Родионов А.В. Численный метод решения уравнений Эйлера с сохранением аппроксимации на деформированной сетке // ЖВММФ. 1996. Т. 36. № 3. С. 117–129.
- 27. Toro E.F. Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics. Springer, 2009.
- 28. Van Leer B. Towards the ultimate conservative difference scheme. V. A second-order sequel to Godunov’s method // J. Comput. Phys. 1979. V. 32. P. 101–136.
- 29. Колган В.П. Применение принципа минимальных значений производной к построению конечно-разностных схем для расчета разрывных решений газовой динамики // Уч. Зап. ЦАГИ. 1972. Т. 3. № 6. С. 68–78.
- 30. Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я., Крайко А.Н., Прокопов Г.П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976.
- 31. LeVeque R.J. Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems. Cambridge: Univ. Press, 2002.
- 32. Suresh A., Huynh H.T. Accurate monotonicity-preserving schemes with Runge–Kutta time stepping // J. Comput. Phys. 1997. V. 136. P. 83–99.
- 33. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: БИНОМ, 2011. 636 с.
- 34. Massey S.J., Abdol-Hamid K.S. Enhancement and validation of PAB3D for unsteady aerodynamics // AIAA Paper. 2003. № 2003–1235.
- 35. Shu C.-W., Osher S. Efficient implementation of essentially non-oscillatory shock capturing schemes // J. of Comput. Phys. 1988. V. 77. № 2. P. 439–471.
- 36. Gottlieb S., Shu C.-W., Tadmor E. Strong stability-preserving high-order time discretization methods // SIAM Review. 2001. V. 43. № 1. P. 89–112.
- 37. Ruuth S.J., Spiteri R.J. Two barriers on strong-stability-preserving time discretization methods // J. of Sci. Comput. 2002. № 17. P. 211–220.
- 38. Spiteri R.J., Ruuth S.J. A new class of optimal hith-order strong-stability-preserving time discretization methods // SIAM J. on Numer. Anal. 2002. V. 40. № 2. P. 469–491.
- 39. Сидоренко Д.А., Уткин П.С. Метод декартовых сеток для численного моделирования распространения ударных волн в областях сложной формы // Вычисл. методы и программир. 2016. Т. 17. С. 353–364.
- 40. Баженова Т.В., Гвоздева Л.Г. Нестационарные взаимодействия ударных волн. М.: Наука, 1977.
- 41. Jiang G.-S., Shu C.-W. Efficient implementation of weighted ENO schemes // J. of Comput. Phys. 1996. V. 126. P. 202–228.
- 42. Balsara D.S., Shu C.-W. Monotonicity preserving weighted essentially non-oscillatory schemes with increasingly high order of accuracy // J. of Comput. Phys. 2000. V. 160. № 2. P. 405–452.
- 43. Huang W.-F., Ren Y.-X., Jiang X. A simple algorithm to improve the performance of the WENO scheme on non-uniform grids // Acta Mech. Sinica/Lixue Xuebao. 2018. V. 34. № 1. P. 37–47.
- 44. Авдуевский В.С. Метод расчета пространственного турбулентного пограничного слоя в сжимаемом газе // Изв. АН СССР. Мех. и машиностр. 1962. № 4.
- 45. Glazkov S.A., Gorbushin A.R., Semenov A.V. Investigation of the aerodynamic characteristics of a 10° cone in a T-128 transonic wind tunnel // J. Inst. Eng. India Ser. С, 2021. https://doi.org/10.1007/s40032-021-00749-w
