Научный отчет № 5361

Название

Моделирование аэроупругих колебаний эллиптического профиля в вязкой жидкости.

Авторы

Гувернюк С.В., Андронов П.Р., Дынникова Г.Я. Дынников Я.А.

Аннотация

Рассмотрена плоская сопряжённая задача о поперечных колебаниях в потоке вязкой несжимаемой среды симметричного гидроаэродинамического профиля, имеющего форму эллипса, закреплённого под заданным начальным углом атаки на конце линейно упругой пружины. Для численного решения использована бессеточная вычислительная технология безытерационного совместного решения уравнений динамики и гидродинамики на основе численного метода вязких вихревых доменов. Представлены результаты методических исследований: сходимость результатов расчётов при увеличении степени дискретизации. Исследовано влияние безразмерных параметров (жёсткость пружины, относительная плотность тела, угол атаки профиля) на мгновенные и осреднённые значения безразмерных интегральных аэродинамических нагрузок на колеблющийся профиль. Идентифицировано влияние на мгновенные аэродинамические нагрузки периодически сходящих с поверхности эллиптического цилиндра вблизи его задней кромки крупных вихрей (которые вызывают длинноволновые колебания нестационарных аэродинамических нагрузок) и аналогичных, но относительно мелких вихрей, формирующихся в результате блуждающего вязкого отрыва на подветренной поверхности эллиптического профиля (которые порождают соответствующую высокочастотную составляющую колебаний аэродинамических характеристик). Показано, что одновременное существование двух «вихревых» частот в случае относительно небольшой безразмерной плотности тела приводит к его ответным поступательным колебаниям в поперечном к потоку направлении с двумя основными периодами. Результаты получены для числа Рейнольдса Re=1200 по длине хорды профиля.

Год публикации

2017 г.

Объём

62 с.

Научный руководитель

Гувернюк С.В.

Ключевые слова

аэроупругие колебания, эллиптические профили, гидродинамические нагрузки, численный метод вязких вихревых доменов