Three dimensional calculation of double cone 25°/55° aerothermodynamics using a family of computer codes UST3D
A numerical modeling of the three dimensional flow around a 25°/55° double cone by a high-velocity gas flow on an unstructured grid is carried out. Numerical simulation was carried out in N2 (nitrogen) gas. For numerical simulation, the author's computer codes UST3D-AUSMUP2, UST3D-AUSMPW and USTFEN, developed at IPMech RAS, were used. These computer codes are based on the model of the complete system of Navier Stokes equations for a perfect gas, which is solved by different methods on an unstructured grid. Validation and verification of the obtained results were carried out. For numerical simulation of the flow, a geometric model of a double cone 25°/55° was constructed.
Выполнено численное моделирование пространственного обтекания двойного конуса 25°/55° высокоскоростным потоком газа на неструктурированной сетке. Численное моделирование проводилось в газе N2 (азот). Для численного моделирования использовались авторские компьютерные коды UST3D-AUSMUP2, UST3D-AUSMPW, а также USTFEN, разработанный в ИПМех РАН. В основе данных компьютерных кодов лежит модель полной системы уравнений Навье-Стокса совершенного газа, решаемая различными методами на неструктурированной сетке. Проведены валидация и верификация полученных результатов. Для численного моделирования обтекания была построена геометрическая модель двойного конуса 25°/55°.
1. Holden, M. S., and Wadhams, T. P., “Code Validation Study of Laminar Shock/Boundary Layer and Shock/Shock Interactions in Hypersonic Flow Part A: Experimental Measurements,” AIAA Paper 2001-1031, Jan. 2001. 2. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Применение метода расщепления по физическим процессам для расчета гиперзвукового обтекания пространственной модели летательного аппарата сложной формы// ТВТ. 2013. Т. 51. №6. С. 897–911. 3. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Расчет гиперзвукового обтекания тел сложной формы на неструктурированных тетраэдральных сетках с использованием схемы AUSM// ТВТ. 2014. Т. 52. №2. С. 283–293. 4. Gnoffo, P. A., “Computational Fluid Dynamics Technology For Hypersonic Applications,” NASA Langley Research Center Hampton, VA 23681-0001. 5. James N. Moss, “Hypersonic Flows About a 25° Sharp Cone,” NASA Langley Research Center, MS 408A, Hampton, VA 23681-2199. 6. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. «На пути к созданию модели виртуального ГЛА. I». – М.: ИПМех РАН, 2013. – 160с. – ISBN 978-5-91741-084-5. 7. Суржиков С.Т. Численная интерпретация экспериментальных данных по аэродинамике модели HB-2 с использованием компьютерных кодов USTFEN и PERAT-3D//Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2020. Т.21, вып. 1. https://chemphys.edu.ru/issues/2020-21-1/articles/900/ 8. Surzhikov S.T. Validation of computational code UST3D by the example of experimental aerodynamic data // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol. 815. No. 012023. doi:10.1088/1742 6596/815/1/012023. 9. Kitamura K., Liou M.S., and Chang C.H. Extension and Comparative Study of AUSM-Family Schemes for Compressible Multiphase Flow September 2014. Vol. 16. No. 3. pp. 632 674. 10. Суржиков С.Т. Расчет аэротермодинамики высокоскоростного летательного аппарата X 43 с использованием компьютерных кодов UST3D и UST3D AUSMPW // Физико химическая кинетика в газовой динамике. 2019. Т.20, вып. 4. https://chemphys.edu.ru/issues/2019-20-4/articles/865/ 11. Liseikin V.D. Grid Generation Methods. – Berlin: Springer, 1999. 12. Thompson J.F., Soni B.K., Weatherill N.P. Handbook of Grid Generation. CRC Press, 1998. 13. Anderson, J.D., Jr. Hypersonic and high temperature gas dynamics. NY: McGraw-Hill Book Company, 1989. 14. Koryukov I.A., Kryukov I.A. Three-dimensional calculation of the aerothermodynamics of a double cone 25°/55° on an unstructured grid // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1009. No. 012003. doi:10.1088/1742-6596/1009/1/012003.
