ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОБТІКАННЯ ТРАНСПОРТНОГО АПАРАТА ТИПУ НЕСУЧЕ КРИЛО ПОБЛИЗУ ЗЕМЛІ

Анотація

Розглядається задача моделювання обтікання транспортного апарата типу несуче крило поблизу землі. Течія навколо транспортного апарата є турбулентною. На сьогодні найбільш досконалі математичні моделі аеродинаміки побудовані на фізичних властивостях в’язкого стисливого газу та основуються на осереднених за Рейнольдсом рівняннях Нав’є – Стокса. Математичне моделювання турбулентних течій залишається однією з найбільш складних проблем. Надійне передбачення характеристик турбулентних потоків відноситься до винятково важливої наукової проблеми. Це пов’язано зі складністю та недостатнім вивченням турбулентності, як фізичного явища. Метою роботи є побудова математичної моделі, числового методу, алгоритму розв’язування задачі та розробки програмного забезпечення для дослідження аеродинамічних характеристик транспортного засобу типу несуче крило. Для замикання осереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав’є – Сток­са застосовано однопараметричну модель турбулентності Спаларта - Аллмараса. Вихідну систему диференціальних рівнянь записано в криволінійній системі координат. Розроблено постановку початкових та межових умов для параметрів течії, а також методику, алгоритм розв’язування задачі та програмне забезпечення. Для числового інтегрування системи диференціальних рівнянь використано скінченно-об’ємний метод. Задача розв’язувалася в багатоблоковій постановці. Проведено тестування розробленої методики алгоритмів та комплексу програм на стандартних задачах аеродинаміки: обтікання поперечно розміщеного колового циліндра та кулі. Виконано числове моделювання обтікання стисливим газом транспортного засобу, що рухається поблизу землі. Всі розрахунки проводилися для числа Рейнольдса Re=1,0*10^6 та числа Маха M=0,4. Числове моделювання проводилося на криволінійній багатоблоковій сітці. Досліджено вплив землі на характеристики течії навколо транспортного засобу. Проведені дослідження показали, що наявність близько розміщеної землі має значний вплив на характеристики течії навколо транспортного засобу. Таким чином, для забезпечення потрібних параметрів динаміки руху транспортного засобу поблизу землі необхідно ураховувати вплив землі на його аеродинамічні характеристики.