Научный отчет № 5454

Название

Разработка математических моделей и методик для расчета аэродинамических характеристик реактивного снаряда и отдельных модулей. (Отчет по этапу №1).

Авторы

Остапенко Н.А., Максимов Ф.А., Зубин М.А.

Аннотация

В отчете описаны математические модели для решения задачи об обтекании летательного аппарата. Для решения задачи методами вычислительной аэродинамики рассматриваются различные приближения уравнений, разностная схема, модели турбулентности, вопросы построения расчетной сетки. Предложено два метода. Первый метод строится на основе модели невязкого газа - в этом случае в предположении гиперболичности задачи по оси РС реализуется маршевый метод получения решения. Это позволяет значительно снизить требования к вычислительным ресурсам, и в то же время за счет линеаризации граничного условия непротекания учесть многие особенности геометрии и условий полета РС. Второй метод на основе приближения уравнений Навье-Стокса позволяет учесть эффекты вязкости. Решение строится методом установления. Этот метод позволяет рассматривать специфические задачи, связанные с возможным влиянием струи реактивного двигателя на течение вверх по потоку, а также задачи полета системы тел, когда в потоке в непосредственной близости друг от друга находятся РС и отделяемые модули. В последнем случае большое влияние на аэродинамические характеристики тел оказывает интерференция между телами. Для моделирования полета системы тел предлагается использовать систему сеток. Кроме основной внешней регулярной прямоугольной сетки, предназначенной для описания внешнего невязкого течения, используется набор накладываемых сеток, связанных с поверхностью обтекаемых тел. За счет интерполяции газодинамических функций на границах, решения на различных сетках связываются в единое поле течения. Учет вязкости в этом случае позволяет построить физически понятное течение не только на наветренной стороне обтекаемых тел, но и на подветренной.

Год публикации

2020 г.

Объём

87 с.

Научный руководитель

Остапенко Н.А.

Ключевые слова

реактивный снаряд, аэродинамическая характеристика