Пространственный отрыв турбулентного пограничного слоя

Abstract

Развивается единый методологический подход к моделированию пространственного отрыва турбулентного пограничного слоя на основе полных трехмерных нестационарных и упрощенных уравнений Навье-Стокса. Обсуждаются современные направления развития численных методов решения уравнений Навье-Стокса, а также методов их замыкания моделями турбулентности. Реализация развиваемого подхода выполнена в рамках разработанного пакета прикладных программ. Приводится анализ результатов расчетов обтекания сверхзвуковым набегающим потоком цилиндра, под углами атаки профиля, комбинации сфера-цилиндр, пространственного угла из двух клиньев, стреловидного угла сжатия, вертикального клина и кругового цилиндра, установленных на пластине.

Розвивається єдиний методологiчний пiдхiд до моделювання просторового вiдриву турбулентного пограничного шару на основi повних тривимiрних нестацiонарних i спрощених рiвнянь Навьє-Стокса. Обговорюються сучаснi напрямки розвитку чисельних методiв розв'язання рiвнянь Навьє-Стокса, а також методiв їхнього замикання моделями турбулентностi. Реалiзацiя розвинутого пiдходу виконана в рамках розробленого пакета прикладних програм. Наводиться аналiз результатiв розрахункiв обтiкання надзвуковим потоком цилiндра, пiд кутами атаки профiля, комбiнацiї сфера-цилiндр, просторового кута iз двох клинiв, стрiловидного кута стиску, вертикального клина та кругового цилiндра, встановлених на пластинi.

The unified methodological approach for simulating the spatial turbulent boundary layer separation is developed on the base of full three-dimensional non-stationary and simplified Navier-Stokes equations. State-of-art in numerical methods for solving the Navier-Stokes equations, and also in methods for closing the equations by turbulence models are discussed. Realization of the approach is implenented within the framework of the applied program package, developed by the authors. Numerical results of supersonic flow around a cylinder, airfoil, a sphere-cylinder combination at the angle of attack, a spatial corner with two intersected wedges, a swept compression corner, an unswept sharp fin and a circular cylinder, fixed on a plate are presented.