Бессеточный алгоритм расчёта сверхзвуковых течений вязкого теплопроводного газа


DOI: 10.34759/trd-2021-121-09

Авторы

Способин А. В.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

e-mail: spise@inbox.ru

Аннотация

Изложен бессеточный алгоритм численного решения системы уравнений Навье-Стокса для вязкого газа. Рассмотрено решение модельной задачи сверхзвукового обтекания сферы. Полученные результаты показали хорошее согласование с эталонными значениями параметров газа на обтекаемой поверхности и приближённо-аналитическими выражениями для конвективного теплового потока от газа к поверхности и положения головной ударной волны.

Ключевые слова:

численное моделирование, бессеточный метод, уравнения Навье-Стокса, сверхзвуковое обтекание тел, тепловой поток

Библиографический список

  1. Ревизников Д.Л., Сухарев Т.Ю. Гиперзвуковое обтекание затупленных тел в условиях атмосферы Земли и Марса. Сравнительный анализ математических моделей // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10. № 1-2. С. 5-15.
  2. Быков Л.В., Никитин П.В., Пашков О.А. Математическое моделирование процессов обтекания затупленного тела высокоскоростным потоком // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=53445
  3. Винников В.В., Ревизников Д.Л., Способин А.В. Двухфазный ударный слой при обтекании тел сверхзвуковым запыленным потоком // Математическое моделирование. 2009. T. 21. № 12. C. 89-102.
  4. Ревизников Д.Л., Способин А.В., Иванов И.Э. Изменение структуры течения под воздействием высокоинерционной частицы при обтекании тела сверхзвуковым гетерогенным потоком // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56. № 6. С. 908-913. DOI: 10.31857/S004036440003569-9
  5. Reviznikov D.L., Sposobin A.V. and Ivanov I.E. Oscillatory flow regimes resulting from the shock layer — particle interaction // High Temperature, 2020, vol. 57, no. 2, p. 278-283. DOI:10.1134/S0018151X20020169
  6. Способин А.В., Ревизников Д.Л., Иванов И.Э., Крюков И.А. Колебания давления и теплового потока, индуцированные газодинамическим взаимодействием высокоинерционной частицы с ударным слоем // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2020. № 4. C. 108-115.
  7. Holden M.S. et al. An Experimental Study of Particle-Induced Convective Heating Augmentation // AIAA Pap., 1976, no. 76, pp. 320. URL: https://doi.org/10.2514/6.1976-320
  8. Tолстых А.И., Широбоков Д.А. Бессеточный метод на основе радиальных базисных функций // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2005. Т. 45. № 8. С. 1498-1505.
  9. Vasilyev A.N., Kolbin I.S., Reviznikov D.L. Meshfree computational algorithms based on normalized radial basis functions // International Symposium on Neural Networks, 2016, DOI:10.1007/978-3-319-40663-3_67
  10. Sattarzadeh S., Jahangirian A. 3D implicit mesh-less method for compressible flow calculations // Scientia Iranica, 2012, vol. 19, no. 3, pp. 503-512. DOI:10.1016/j.scient.2012.04.013Y
  11. Wang, X. Cai, M. Zhang, X. Ma, D. Ren, J. Tan The study of the three-Dimensional meshless solver based on AUSM±up and MUSCL scheme // International Conference on Electromechanical Control Technology and Transportation, 2015. DOI:10.2991/icectt-15.2015.52
  12. Молчанов А.М. Математическое моделирование задач газодинамики и тепломассообмена. — М.: Изд-во МАИ, 2013. — 206 с.
  13. Дринфельд Г.И. Интерполирование и способ наименьших квадратов. — Киев: Вища школа, 1984. — 103 с.
  14. K.H. Kim, C. Kim, O.H. Rho. Methods for the accurate computations of hypersonic flows I. AUSMPW+ Scheme // Journal of Computational Physics, 2001, vol. 174, pp. 38-80. DOI:10.1006/jcph.2001.6873
  15. Антонов А.С. Параллельное программирование с использованием технологии OpenMP. — М.: Изд-во МГУ, 2009. — 79 с.
  16. Малявко А.А. Параллельное программирование на основе технологий OpenMP, CUDA, OpenCL, MPI. — М.: Юрайт, 2021. — 135 с.
  17. Hashemi M.Y., Jahangirian A. Implicit fully mesh-less method for compressible viscous flow calculations // Journal of Computational and Applied Mathematics, 2011, no. 235, pp. 4687-4700. DOI:10.1016/j.cam.2010.08.002
  18. Способин А.В. Бессеточный алгоритм расчёта сверхзвуковых течений невязкого газа // Труды МАИ. 2021. № 119. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=159777. DOI: 10.34759/trd-2021-119-04
  19. Deserno. How to Generate Equidistributed Points on the Surface of a Sphere, 2004. URL: https://www.cmu.edu/biolphys/deserno/pdf/sphere_equi.pdf
  20. Бодрышев В.В., Абашев В.М., Тарасенко О.С., Миролюбова Т.И. Интенсивность изображения, как количественная характеристика параметров газового потока // Труды МАИ. 2016. № 88. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=70428
  21. Billig F.S. Shock-wave shapes around spherical-and cylindrical-nosed bodies // Journal of Spacecraft and Rockets, 1967, vol. 4, issue 6, pp. 822-823.
  22. Любимов А.Н., Русанов В.В. Течение газа около тупых тел. — М.: Наука, 1970. ч.1. — 287 с.
  23. Ревизников Д.Л. Коэффициенты неизотермичности в задаче нестационарного сопряженного теплообмена на поверхности затупленных тел // Теплофизика высоких температур. 1995. Т. 33. № 2. С. 261-267.
  24. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. — М.: Энергия, 1976. — 392 с.
  25. Никитин П.В., Павлюк Е.А. Расчёт тепло- и массообмена на поверхности спускаемого космического аппарата // Труды МАИ. 2014. № 72. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=47266


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход