Численное моделирование гиперзвукового обтекания треугольного крылa


Просмотр статьи
PDF, 2,2 МБ

Numerical simulation of hypersonic flow around a triangular wing

Results of numerical study of hypersonic flow around model of triangular wing are pre-sented. Effects of varying angle of attack on the hypersonic flow field and on the sur-face properties were investigated. The integral aerodynamic properties, lift coefficients, drag coefficients and aerodynamic performance for different angles of attack are done. Results are compared with experimental data.

triangular wing, gas dynamics, mathematic modelling, computational aerody-namics, program complex, unstructured grids.

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.19.1.733


Том 19, выпуск 1, 2018 год



Рассмотрена задача численного моделирования внешнего гиперзвукового обтекания треугольного крыла с затупленными передними кромками. Методами вычисли-тельной аэродинамики исследовалось возмущенное поле течения и теплофизические процессы во всей области от головной ударной волны до дальнего следа. Изучалась конфигурация ударных волн, образующихся при обтекании модели, а также фиксировались области взаимодействия ударных волн с поверхностью. Исследовалось влияние угла атаки и числа Маха на поле течения, аэродинамические и тепловые характеристики поверхности крыла. Также для каждого режима полета определены интегральные аэродинамические характеристики, коэффициенты подъемной силы Cy, коэффициенты силы лобового сопротивления Cx. На основе этих результатов получены зависимости аэродинамического качества K гиперзвуковой компоновки от угла атаки. Проведено сравнение результатов численного моделирования с результатами численного моделирования ЦАГИ.

треугольное крыло, газовая динамика, математическое моделирование, вычислительная аэродинамика, программные комплексы, неструктурированные сетки.

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.19.1.733


Том 19, выпуск 1, 2018 год



1. Нейланд В. Я., Боголепов В. В., Дудин Г. Н., Липатов И. И. Асимптотическая теория сверхзвуковых течений вязкого газа. М.: Физматлит, 2004. 455 с.
2. Лунев В.В. Гиперзвуковая аэродинамика. М.: Машиностроение, 1975. 328с.
3. Anderson J. Hypersonic and High-Temperature Gas Dynamics Second Edition. AIAA Educa-tion Series, 2006.
4. Железнякова А. Л., Суржиков С. Т. Применение метода расщепления по физическим процессам для расчета гиперзвукового обтекания пространственной модели летательно-го аппарата сложной формы//ТВТ. 2013. Т. 51. № 6., С. 897–911.
5. 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.
6. Железнякова А. Л., Суржиков С. Т. Численное моделирование гиперзвукового обтекания модели летательного аппарата Х-43//Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2011. Т. 11. http://chemphys.edu.ru/issues/2011-11/articles/191/.
7. Ermakov M. K., Kryukov I. A. Supercomputer modeling of flow past hypersonic flight vehi-cles. Journal of Physics: Conference Series. Vol. 815. 012016. 2017.
8. Железнякова А. Л., Суржиков С. Т. Численное моделирование гиперзвукового обтекания цилиндра//Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. Т. 7. http://chemphys.edu.ru/issues/2008-7/articles/470/
9. Суржиков С. Т. Расчетное исследование аэротермодинамики гиперзвукового обтекания затупленных тел на примере анализа экспериментальных данных. М.: ИПМех РАН, 2011. 192 c.
10. Калашников С. В., Кривощапов А. А., Митин А. Л., Николаев Н. В., Расчетные исследо-вания аэродинамических характеристик тематической модели летательного аппарата схемы «летающее крыло» с помощью программного комплекса FlowVision. Компьютер-ные исследования и моделирование. 2017. Т. 9. № 1. С. 67–74.
11. Давыдов А. А., Луцкий А. Е. Численное моделирование сверхзвукового течения в следе за крылом и его взаимодействия с пересекающимися ударными волнами. М: Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2014, № 98, 16 с.
12. Горшков А. Б., Численное исследование вязкого гиперзвукового обтекания треугольного крыла с затупленными кромками. Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2009. Т. 49. № 9. С. 1697–1707.
13. Бабаев Д. А. Обтекание треугольного крыла при больших числах М. Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1963. Т. 3. № 2. С. 397–400.
14. Александров С.В., Ваганов A.В., Шалаев В.И. Физические механизмы образования про-дольных вихрей, появления зон высоких тепловых потоков и раннего перехода в гипер-звуковом течении около треугольного крыла с затупленными передними кромками. Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2016. № 45. C. 9-31.
15. Surzhikov S. T. Validation of computational code UST3D by the example of experimental aer-odynamic data. Journal of Physics: Conference Series. Vol. 815. 012023, 2017.
16. Yatsukhno D.S. Numerical simulation of the flow over a hypersonic waverider using the meth-od for splitting into physical processes. Journal of Physics: Conference Series. Vol. 815. 012022, 2017.