- PII
- 10.31857/S0032823524060058-1
- DOI
- 10.31857/S0032823524060058
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 88 / Issue number 6
- Pages
- 887-909
- Abstract
- Different approaches of increased accuracy to the numerical solution of the problem about non-stationary flow around a cone model under in shock tube are investigated. It is shown that the computational methods based on dissipative numerical schemes of the second order lead to «smoothing» the physical oscillations of the solution and give significant errors. A comparison is performed. It shows the qualitative and quantitative correspondence of the numerical and experimental results at the start of the shock tube. The conclusion about the possibility of applying the proposed methodology in practice is made.
- Keywords
- уравнения Рейнольдса численные методы повышенная точность нестационарная постановка тестирование ударная труба конус эксперимент расчет
- Date of publication
- 01.06.2024
- Year of publication
- 2024
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 31
References
- 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
