Научный отчет № 4831

Название

Алгоритм численного моделирования методами дискретных вихрей и вязких вихревых доменов.

Авторы

Гувернюк С.В., Григоренко Д.А., Андронов П.Р., Гирча А.И., Дынникова Г.Я.

Аннотация

Объектом исследования являются методы вязких вихревых доменов и дискретных вихрей. Целью работы было поставлено составление обобщенного алгоритма, позволяющего проводить расчеты по этим методам. Приведенный в данном отчете алгоритм позволяет осуществлять моделирование обтекания нескольких тел вязкой либо идеальной средой. Приводятся все необходимые для расчета формулы. Поскольку возможны различные вариации использованных методов, некоторые положения были зафиксированы следующим образом. - Моделируются замкнутые твердые двумерные тела, заданные замкнутыми ломаными, которые обходятся в положительном направлении. - Моделирование может осуществляться в идеальной и в вязкой среде. - Число степеней свободы любого тела может быть равным 0, 1, 2 или 3. - Если поступательное движение известно, пользователь задает закон изменения скорости от времени. - Если вращательное движение задано, пользователь задает закон изменения угловой скорости от времени. - Закон непротекания задается в интегральной форме (регуляризирующий источник не вводится). - Вихри, нарушающие границу какого-либо тела, умирают. - Объединение вихрей может производиться по различным законам (с учетом положений и циркуляций) либо не производиться. - В вязком случае тело испытывает действие силы трения о среду. - К телу могут быть приложены дополнительные внешние силы, зависящие от точки приложения и времени. - Шаг по времени меняется адаптивно, пользователем задается допустимый диапазон. - Пользователю предоставляется возможность расчета физических параметров и сохранения результатов. - Плотность среды принимается за единицу. - Каждое тело однородно. - Предполагается, что тела не сталкиваются. - Точки схода вихрей заданы пользователем либо определяются автоматически. Алгоритм успешно реализован. На основе полученного программного продукта проведены серии расчетов по обтеканию вертушек, пластин и крыловых профилей.

Год публикации

2006 г.

Объём

49 с.

Научный руководитель

Гувернюк С.В.

Ключевые слова

вязкая несжимаемая жидкость, конвекция и диффузия вихрей, нестационарные нагрузки, метод вязких вихревых доменов, метод дискретных вихрей, связанные задачи динамики и аэрогидродинамики.