Современные технологии математического моделирования в аэрогидродинамике и тепломассообмене

Abstract

Обсуждается методология математического моделирования в аэрогидродинамике и тепломассообмене на основе полных трехмерных нестационарных и упрощенных уравнений Навье – Стокса. Анализируются современные направления развития численных методов решения уравнений Навье – Стокса, а также методов их замыкания моделями турбулентности. Реализация используемого подхода выполнена в рамках разработанного пакета прикладных программ. Приводятся результаты расчета турбулентных отрывных течений при взаимодействии скачка уплотнения с пограничным слоем, обтекании трансзвуковым потоком профиля крыла, мотогондолы авиационного двигателя, сверхзвуковым потоком кругового конуса под большими углами атаки, цилиндра, треугольного крыла, цилиндра, установленного на пластине.

Обговорюється методологія математичного моделювання в аерогідродинаміці та тепломасообміні на основі повних тривимірних нестаціонарних та спрощених рівнянь Нав’є – Стокса. Аналізуються сучасні напрямки розвитку чисельних методів розв’язування рівнянь Нав’є – Стокса, а також методів їх замикання моделями турбулентності. Реалізація методології виконана в рамках розробленого пакету прикладних програм. Наводяться результати розрахунку турбулентних відривних течій при взаємодії стрибка стиснення з пограничним шаром, обтіканні трансзвуковим потоком профілю крила, мотогондоли авіаційного двигуна, надзвуковим потоком кругового конуса під великим кутом атаки, циліндра, трикутного крила, циліндра, установленого на пластині.

The methodology of mathematical modeling in aerohydrodynamics and heat transfer is discussed on the basis of the full three-dimensional non-stationary and the simplified Navier – Stokes equations. Modern lines of development of numerical methods for solving the Navier – Stokes equations, and also methods for completing the equations by turbulence models are discussed. Realization of the used approach is executed within the framework of the developed package of applied programs. Results of calculations of turbulent separated flow in interacting the shock with a boundary layer, the transonic flow about a wing airfoil, the aircraft engine nacelle, the supersonic flow about a circular cone at wide angle of attack, a cylinder, a triangular wing, the cylinder mounted on a plate.