Построение тетраэдральной расчетной сетки для моделирования обтекания треугольного крыла


Просмотр статьи
PDF, 8,2 МБ

Construction of tetrahedral mesh for modeling of the flow around a triangular wing

An original algorithm for mesh construction on the surface of the model of a triangular wing is proposed. Generation of the tetrahedral mesh around the model is based on the surface mesh using the TetGen software. As an example of using the constructed mesh, a numerical simula-tion of the supersonic viscous gas flow around the model with realistic values of the Mach and Reynolds numbers is performed. The simulation is based on a system of quasi-gasdynamic equations.

triangular wing, tetrahedral mesh, mesh generators, quasi-gasdynamic algorithm

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.21.1.883


Том 21, выпуск 1, 2020 год



Предложен оригинальный алгоритм построения расчетной сетки на поверхности модели треугольного крыла. Построение тетраэдральной расчетной сетки в пространстве вокруг модели производится на основе поверхностной сетки с помощью сеточного генератора TetGen. В качестве примера использования построенной сетки проведено численное моделирование внешнего сверхзвукового обтекания модели потоком вязкого газа при реалистичных значениях чисел Маха и Рейнольдса. Моделирование проводится на основе системы квазигазодинамических уравнений.

треугольное крыло, тетраэдральная сетка, сеточные генераторы, ква-зигазодинамический алгоритм

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.21.1.883


Том 21, выпуск 1, 2020 год



1. С. А. Суков. Методы генерации тетраэдральных сеток и их программные реализации // Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша, 23 (2015), 22 с. http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2015-23

2. С. В. Поляков, А. Г. Чурбанов. Свободное программное обеспечение для математического моделирования // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 145 (2019), 32 с. http://doi.org/10.20948/prepr-2019-145 Available at http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2019-145

3. И. А. Широков, Т. Г. Елизарова. О влиянии структуры пространственной сетки на результаты численного моделирования ударной волны в задаче обтекания трехмерной модели. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2019. Т. 20 (1). http://chemphys.edu.ru/issues/2019-20-1/articles/796/

4. С. В. Александров, A. В. Ваганов, В. И. Шалаев. Физические механизмы образования продольных вихрей, появления зон высоких тепловых потоков и раннего перехода в гиперзвуковом течении около треугольного крыла с затупленными передними кромками // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2016. № 45. C. 9-31. DOI: 10.15593/2224-9982/2016.45.01

5. П. В. Сильвестров, И. А. Крюков, Б. В. Обносов. Численное моделирование гиперзвукового обтекания треугольного крылa // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2018. Т. 19 (1). http://chemphys.edu.ru/issues/2018-19-1/articles/733/

6. TetGen: A quality tetrahedral mesh generator. http://tetgen.berlios.de/

7. B.N. Chetverushkin. Kinetic Schemes and Quasi-Gas Dynamic System of Equations. Barselona: CIMNE, 2008.

8. T.G. Elizarova. Quasi-Gas Dynamic Equations. Dordrecht: Springer, 2009, IBSN 978-3-642-0029-5.

9. Ю.В. Шеретов. Регуляризованные уравнения гидродинамики. Тверь: Тверской государственный университет, 2016, 222 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=30097584 (in Russian).

10. Т.Г. Елизарова, И. А. Широков. Коэффициенты искусственной диссипации в регуляризованных уравнениях сверхзвуковой аэродинамики // Доклады Академии Наук. 2018. Т. 483. № 3. С. 260–264. DOI: http://dx.doi.org/10.31857/S086956520003242-9

11. И. А. Широков, Т.Г. Елизарова. Компьютерное моделирование обтекания модели сверхзвуковым потоком вязкого сжимаемого газа на основе квазигазодинамического алгоритма // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2017. Т. 18 (2). http://chemphys.edu.ru/issues/2017-18-2/articles/721

12. И.А. Широков, Т.Г. Елизарова. Вычислительный эксперимент в задаче сверхзвукового обтекания затупленного тела с хвостовым расширением // Математическое моделирование. 2019. Т. 31. № 10. С. 117–129.

13. Т. А. Кудряшова, С. В. Поляков, А. А. Свердлин. Расчет параметров течения газа вокруг спускаемого аппарата // Математическое моделирование. 2008. 20:7. С. 13–22.

14. K-100 System, Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS, Moscow. Available at http://www.kiam.ru/MVS/resourses/k100.htm

15. Т. Г. Елизарова, И. А. Широков. Регуляризованные уравнения и примеры их использования при моделировании газодинамических течений. М.:–МАКС Пресс. 2017. 136 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=29352202

16. M.V. Kraposhin, E.V. Smirnova, T.G. Elizarova, M.A. Istomina. Development of a new OpenFOAM solver using regularized gas-dynamic equations // Computers and Fluids. 2018. V. 166. P. 163–175.