Коэффициент лобового сопротивления круглого цилиндра конечного удлинения с пластинами


Авторы

Ле В. Х.*, Фролов В. А.**, Гермамо А. Й.***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: halevan@mail.ru
**e-mail: frolov_va_ssau@mail.ru
***e-mail: germamo@mail.ru

Аннотация

Проведённые результаты математического моделирования в пакетах Ansys Fluent и Flow Simulation течения вокруг системы цилиндра с пластинами в двумерном случае показали, что с их установкой можно существенно снизить коэффициент лобового сопротивления системы «цилиндр-пластины» примерно на 60% по сравнению с изолированным цилиндром. В данной работе представлен результат определения коэффициента лобового сопротивления изолированного цилиндра конечного удлинения и системы цилиндра с пластинами, полученный в эксперименте, проведенным в аэродинамической трубе АДТ-3 Самарского университета. Показана эффективность метода снижения лобового сопротивления цилиндра за счёт установки плоской разделяющей пластины сзади и дефлекторов спереди вблизи его поверхности при числе Рейнольдса Re=8,4∙104. Экспериментальный результат показывает, что уменьшение сопротивления системы цилиндра с пластинами достигает 28% по сравнению с изолированным цилиндром конечного удлинения. Установлено, что эффект снижения сопротивления в трёхмерном обтекании слабее, чем для двумерного случая.

Ключевые слова:

цилиндр конечного удлинения с пластинами, аэродинамическая труба, малые дозвуковые скорости, методы снижения сопротивления

Библиографический список

  1. Frolov V.A., Le V.Ha. Drag coefficient of a cylinder with a flat plate behind it // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2023, vol. 64, issue 6, no. 6, pp. 993-999. DOI: 10.1134/S0021894423060081
  2. Ле В.Х., Фролов В.А. О влиянии дефлекторов, расположенных вблизи поверхности цилиндра, на сопротивление системы «цилиндр-пластины» // Труды МАИ. 2024. № 134. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=178469
  3. FrolovV.A., Kozlova A.S. Reducing cylinder drag by adding a plate // AIP Conference Proceeding, U.S.A., 2017, vol. 1893 (1), pp. 030074. DOI: 10.1063/1.5007532
  4. Фролов В.А., Козлова A.C. Способ снижения лобового сопротивления круглого цилиндра при поперечном обтекании за счет установки пластин вблизи тела. Патент № 2731461 РФ, 03.09.2020.
  5. Choi H., Jeon W.P., Kim J. Control of flow over a bluff body // Annual Review of Fluid Mechanics, 2008, vol. 40, pp. 113–139. DOI: 10.1146/annurev.fluid.39.050905.110149
  6. Сакорнсин Р., Попов С.А. Улучшение аэродинамических характеристик комбинированного крыла путем добавления треугольного выступа // Труды МАИ. 2013. № 65. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35943
  7. Faezeh Eydi, Afsaneh Mojra. A numerical study on the benefits of passive-arc plates on drag and noise reductions of a cylinder in turbulent flow // Physics of Fluids, 2023, vol. 35 (8). DOI: 10.1063/5.0156197
  8. Скорынина А.О., Ерохин П.В., Артамонова Л.Г. Определение влияния дополнительного органа управления (щитком) на аэродинамические характеристики профиля крыла // Труды МАИ. 2012. № 61. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35658
  9. Яковлевский О.В., Семенчиков, Н.В. Аэродинамика плохообтекаемых тел. – М.: МАИ, 1986. – 82 с.
  10. Девнин С.И. Аэрогидромеханика плохообтекаемых конструкций. – Л.: Судостроение, 1983. – 320 с.
  11.  Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – M.: Наука, 1974. – 712 с.
  12.  ANSYS FLUENT, Theory Guide (Release 16.2). ANSYS, Inc., 2015.
  13. Головкин М.А., Грудинин М.В. и др. Коэффициенты аэродинамического сопротивления круговых цилиндров конечного удлинения при малых дозвуковых скоростях // Труды МАИ. 2024. № 134. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=178468
  14. Башкин В.А., Егоров И.В. и др. Поперечное обтекание кругового цилиндра трансзвуковым (М∞=0.8) потоком при больших числах Рейнольдса // Ученые записки ЦАГИ. 2012. Т. XLIII. № 5. С. 27-45.
  15. Березин М.А, Катюшин В.В. Атлас аэродинамических характеристик строительных конструкций. – Новосибирск: Олден-полиграфия, 2003. – 130 с.
  16.  Головкин М.А., Грудинин М.В. и др. Исследование аэродинамического сопротивления круговых цилиндров в аэродинамической трубе с открытой рабочей частью // Учёные записки ЦАГИ. 2023. T. LIV. № 3. С. 3-9.
  17.  Hoerner S.F. Fluid-dynamic drag. Practical information on aerodynamic drag and hydrodynamic resistance, USA, Brick Town, 1965, 455 p.
  18.  Девнин С.Н. Аэрогидродинамический расчет плохообтекаемых судовых конструкций. – Л.: Судостроение, 1967. - 224 с.
  19. Wieselsberger C. Neuere Feststellungen über die Gesetze des flüssigkeits und Luftwiderstands // Physikalische Zeitschrift, 1921, vol. 22, рp. 321–328.
  20.  Potts Douglas A., Binns Jonathan R., Potts Andrew E., Marcollo Hayden, The Effect of Aspect Ratio on the Drag of Bare Cylinders // Proceedings of the 38th OMAEConference, OMAE2019-96341, Glasgow, Scotland, 2019. DOI: 10.1115/OMAE2019-96431
  21. Комаров В.А., Тарасов В.В. и др. Вузовская учебно-исследовательская аэродинамическая труба // Полёт. 2006. № 10. С. 23-40.
  22. Бахрушин В.Е. Методы оценивания характеристик нелинейных статистических связей // Системные технологии. 2011. № 2 (73). С. 9-14.
  23. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. – М.: Физматгиз, 1962. – 349 с.

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход