WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

С целью исследования и тестирования численного метода и его компонент, а так же программного комплекса UNSS был решен комплекс задач. В работе приводятся результаты решения ключевых задач, закрывающих следующие основные этапы тестирования:

- тестирование схемы дискретизации конвективных потоков.

Диффузионные и дисперсионные свойства схемы исследовались на задачах конвективного переноса скачка скаляра и П-импульса скаляра и синусимпульса скаляра. Для этого решалось уравнение нестационарного конвективного переноса скаляра на трехмерной неструктурированной сетке из тетраэдров. Анализировалось распределение массовой концентрации скаляра вдоль направления конвективного переноса. В той же постановке задача переноса П-импульса скаляра была решена в расчетном пакете Fluent.

- тестирование алгоритма «связки» скорость-давление на предмет устойчивости и сходимости. Решалась задача ламинарного обтекания крыла конечного размаха при больших числах Рейнольдса. Выполнено сравнение с результатами, полученными в ведущем зарубежном пакете в той же постановке.

- тестирования численного метода и программного комплекса в целом.

Решалась задача турбулентного обтекания консоли крыла самолета Бе-при большом безотрывном угле атаки = 10o. Выполнено сравнение с результатами, полученными в эксперименте в аэродинамической трубе Т-СибНИА им. С. А. Чаплыгина и в ведущем зарубежном пакете Fluent в той же постановке (на той же расчетной сетке). Сравниваются распределения коэффициента давления в Z-сечениях № 4, 6, 8, 10, а так же распределения характеристик пограничного слоя по его толщине по нормали в зонах развитого течения. Ниже приводятся некоторые результаты.

Рис.3. Поверхностные элементы пространственной расчетной сетки Рис. 4. Схема дренирования модели.

-UNSS Cp Experiment -3.Fluent 6.--2.--1.--0.0 x(%) 0.Рис. 5. Распределения коэффициента давления в сечении № 8.

-3.Cp UNSS Experiment -Fluent 6.-2.--1.--0.0 20406080 x(%) 0.Рис. 6. Распределения коэффициента давления в сечении № 10.

Рис. 7. Контрольные точки №1, №2, от которых по нормали снимались характеристики пограничного слоя.

Vt(м/с) Vtan (UNSS) Vtan (Fluent6.1) h(м) 0.000001 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 Рис.8. Распределения касательной составляющей вектора скорости по нормали в пограничном слое. Контрольная точка № 1.

0.0.000001 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1Vn(м/с) -1.h(м) -2.-3.Vnorm (UNSS) -4.Vnorm (Fluent6.1) -5.-6.-7.-8.-9.Рис. 9. Распределения нормальной составляющих вектора скорости по нормали в пограничном слое. Контрольная точка № 1.

0.nutm 0.0.0.Nutm (UNSS) 0.Nutm (Fluent6.1) 0.0.0.0.0.h(м) 0.000001 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 Рис. 10. Распределения модифицированной турбулентной вязкости по нормали в пограничном слое. Контрольная точка № 1.

В пятой главе приводятся результаты прикладных расчетов, результаты которых были использованы в проекте Бе-200РР.

В целях поиска мер по улучшению аэродинамических характеристик самолета Бе-200РР, проведены численные расчеты полей течений вокруг модели компоновки самолета. Исследовалось поле течения в районе бортотсека крыла (центроплан) и перед воздухозаборником. Так же исследовалось поле течения в районе концевой части крыла с целью повышения его несущих свойств. А именно интересовали горизонтальные скосы потока в районе пилона поплавка.

Что касается вычислительных затрат, то UNSS потребовал оперативной памяти в 3 раза меньше, чем Fluent. Число итераций для UNSS потребовалось в 2.5 раза меньше, чем для Fluent. В настоящее время программный комплекс не оптимизирован в части быстродействия. Предварительная оценка показала, что оптимизация листинга программы позволит снизить время расчета одной итерации на 40%, а оптимизация кода еще на 20% Ниже приводятся несколько иллюстраций результатов расчетов.

Рис.11. Распределения коэффициента давления на поверхности расчетной модели и в Z-сечениях.

Рис.12. Поверхностные линии тока в районе бортотсека. Цветовая гамма соответствует значениям скоростей.

В заключении диссертации сформулированы основные выводы и приведены выносимые на защиту результаты.

Основные выводы и результаты работы 1. Разработан эффективный численный метод решения уравнений НавьеСтокса, осредненных по Рейнольдсу, на неструктурированной расчетной сетке.

2. Численный метод реализован в программном комплексе UNSS, ориентированном на решение задач дозвуковой внешней аэродинамики большой размерности.

3. Тестовая эксплуатация программного комплекса показала его высокую эффективность. Потребный размер оперативной памяти, необходимый для расчета с помощью UNSS в 2.5-3 раза меньше, чем в случае решения той же задачи в ведущем зарубежном пакете.

4. Программный комплекс успешно применяется в решении актуальных задач аэродинамического проектирования летательных аппаратов на ТАНТК им. Г. М. Бериева.

Список публикаций по теме диссертации 1. Иванов К. А. «Неявная схема дискретизации 3-го порядка аппроксимации по пространству для неструктурированных сеток».

Материалы XV школы семинара «Аэродинамика летательных аппаратов», 26 – 27 февраля 2004 г. ЦАГИ, Москва.

2. Иванов К. А. «Численные аэродинамические исследования в рамках проекта Бе200РР». Материалы XV школы семинара «Аэродинамика летательных аппаратов», 26 – 27 февраля 2004 г. ЦАГИ, Москва.

3. Иванов К. А. «Исследования полей течений вокруг модификаций самолета Бе-200 с использованием численного эксперимента, основанного на решении уравнений Навье-Стокса в турбулентной постановке. Сравнение с физическими исследованиями в аэродинамической трубе Т-203». Сборник материалов юбилейной научно-технической конференции СибНИА. 15-17 июня 2004 г.

СибНИА, Новосибирск.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»