Моделирование турбулентных течений. Белов И.А - 37 стр.

                                                                               37




                                     Рис.13

    В качестве примера реализации такой концепции представляется решение зада-
чи о сверхзвуковом осесимметричном турбулентном обтекании продольно располо-
женного цилиндра диаметром D с установленным перед ним на расстоянии l от
переднего торца тонким (толщиной î ) диском диаметром d на игле диаметром d o
(размеры относятся к диаметру D ). На рис.13 показана конфигурация тела с выде-
ленной областью турбулентного сдвигового слоя.
    В ряде работ по обтеканию такого типа тел с передней срывной зоной в условиях
фиксированного (на диске) положения точки отрыва потока использован упрощен-
ный подход к численному моделированию, основанный на идеализации течения во
всей расчетной области, включая как ударный слой, так и циркуляционную зону. Ме-
ханизм турбулентного переноса, реально существующий в сдвиговом слое, разви-
вающемся вдоль поверхности раздела течения в ударном слое и в циркуляционной
зоне, в этом случае предположительно воспроизводится с помощью вводимой при
разностной аппроксимации исходной системы уравнений Эйлера схемной (аппрок-
симационной) вязкости. Примененный в ряде работ (см., например, [12]), такой под-
ход для разностных схем первого порядка аппроксимации и прямоугольных, согла-
сованных с контуром тела, расчетных сеток позволил правильно передать основные
элементы рассматриваемого течения и с достаточной для инженерной практики точ-
ностью рассчитать интегральную силовую нагрузку на тело (его коэффициент вол-
нового сопротивления Cbx ) в широком диапазоне изменения основных геометриче-
ских и режимных параметров (d, l, M ∞ ) при высоких числах Рейнольдса набегаю-
щего потока Re∞ . Вместе с тем установлено, что для тел со сравнительно малыми
(порядка 0.2) диаметрами диска, сопротивление которых близко по величине к ми-
нимальному для данного класса тел, имеет место большая (порядка 20-30%) по-
                           b
грешность в определении C x ( в сравнении с экспериментальными данными).
    На рис.14 показаны зависимости коэффициента волнового сопротивления ком-
поновки с геометрическими размерами d = 0.23, î = 0.07, do = 0 .1 от высту-