Математическое моделирование аэродинамической интерференции между отделяемой полезной нагрузкой и самолетом-носителем

Обложка

Аннотация


Целями данной работы были разработка достоверной методики численного моделирования интерференции между самолетом-носителем и отделяемой полезной нагрузкой, исследование влияния интерференции на аэродинамические характеристики отделяемой нагрузки. Предложен алгоритм решения задачи влияния интерференции на поведение отделяемого объекта. Описана математическая модель обтекания твердого тела сверхзвуковым потоком. В качестве модели турбулентности течения использована модель турбулентности Ментера SST. Рассмотрены схема работы связанного решателя, методы дискретизации уравнений по времени в сочетании с линеаризацией потоков по методу Ньютона. Описаны особенности задания граничных условий и обезразмеривания аэродинамических характеристик исследуемого объекта. Исследования обтекания изолированного объекта проводились на неструктурированной расчетной сетке. Получены суммарные аэродинамические характеристики отделяемого объекта, как изолированного тела, так и в присутствии самолета-носителя. Проведено сравнение полученных аэродинамических характеристик изолированного изделия с аэродинамическими характеристиками, действующими на изделие, в присутствии носителя. Разработанная методика верифицирована по данным продувок. Представлены данные о влиянии носителя на аэродинамические характеристики отделяемой нагрузки. Сделан вывод о возможности использования предложенной методики при исследовании взаимного влияния движущихся в воздушной среде объектов.


Леонид Владимирович Быков

Лицо (автор) для связи с редакцией.
bykov@mai.ru
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4

кандидат технических наук, доцент кафедры авиационнокосмической теплотехники Московского авиационного института (национальный исследовательский университет). Область научных интересов: высокоэнтальпийные течения, тепломассообмен, газовая динамика, турбулентность, аэродинамика летательных аппаратов

Олег Анатольевич Пашков

gfon2@yandex.ru
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4

кандидат технических наук, научный сотрудник кафедры авиационно-космической теплотехники Московского авиационного института (национальный исследовательский университет). Область научных интересов: тепломассообмен, газовая динамика, турбулентность, аэродинамика летательных аппаратов

Михаил Натанович Правидло

bykov@mai.ru
Открытое акционерное общество «Государственное машиностроительное конструкторское бюро “Вымпел” им. И.И. Торопова» Российская Федерация, 125424, Москва, Волоколамское шоссе, 90

доктор технических наук, директор Научно-исследовательского и летно-испытательного центра АО «Государственное машиностроительное конструкторское бюро “Вымпел” им. И.И. Торопова». Область научных интересов: динамика полета объектов управления, динамика сложных механических систем в составе авиационных комплексов

Дмитрий Сергеевич Янышев

dyanishev@gmail.com
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4

кандидат технических наук, доцент кафедры авиационнокосмической теплотехники Московского авиационного института (национальный исследовательский университет). Область научных интересов: высокоэнтальпийные течения, тепломассообмен, газовая динамика, турбулентность, излучение

  • McBride B.J., Gordon S., Reno M.A. Coefficients for Calculating Thermodynamic and Transport Properties of Individual Species // National Aeronautics and Space Administration. Office of Management Scientific and Technical Information Program. 1993.
  • Barth T.J., Jespersen D. The design and application of upwind schemes on unstructured meshes // Technical Report AIAA-89-0366. AIAA 27th Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada. 1989.
  • Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications // AIAA Journal. August 1994. № 32(8). Pp. 1598-1605.
  • Быков Л.В., Молчанов А.М. Щербаков М.А. Янышев Д.С. Вычислительная механика сплошных сред в задачах авиационной и космической техники: учеб. пособие. М.: ООО «Ленанд», 2015, 668 с.
  • Venkateswaran S., Weiss J. M., Merkle C.L. Propulsion Related Flowfields Using the Preconditioned Navier-Stokes Equations // Technical Report AIAA-92-3437. AIAA/ASME/SAE/ASEE 28th Joint Propulsion Conference, Nashville, TN. July 1992.
  • Weiss J.M., Smith W. A. Preconditioning Applied to Variable and Constant Density Flows // AIAA Journal. November 1995. № 33(11). Pp. 2050-2057.
  • Roe P.L. Characteristic based schemes for the Euler equations // Annual Review of Fluid Mechanics. 18. 337-365. 1986.
  • Roe P.L. A survey of upwind differencing techniques // Lecture Notes in Physics, 1989, 323, 69.
  • Weiss J.M., Maruszewski J.P., Smith W.A. Implicit Solution of the Navier-Stokes Equations on Unstructured Meshes // Technical Report AIAA-97-2103. 13th AIAA CFD Conference, Snowmass, COJuly. 1997.
  • Hutchinson B.R., Raithby G.D. A Multigrid Method Based on the Additive Correction Strategy // Numerical Heat Transfer. 9. 1986. 511-537.

Просмотры

Аннотация - 48

PDF (Russian) - 52


© Быков Л.В., Пашков О.А., Правидло М.Н., Янышев Д.С., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.