Корректировка модели турбулентности для определения коэффициента сопротивления осесимметричной модели с лодочной хвостовой частью на транс- и сверхзвуковых скоростях
Авторы: Дао Конг Чыонг, Чан Тхе Хунг, Нгуен Чанг Минь, Буй Ван Фыонг | Опубликовано: 21.02.2025 |
Опубликовано в выпуске: #2(779)/2025 | |
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов | |
Ключевые слова: вычислительная гидродинамика, модель турбулентности, численный анализ, трансзвуковая скорость, коэффициент сопротивления |
Для повышения точности численных результатов по определению коэффициента сопротивления осесимметричной модели с лодочной хвостовой частью на сверхзвуковых скоростях выполнена корректировка модели турбулентности k–? SST. Численный метод модифицирован путем уточнения параметров модели турбулентности: a1 и ?* для различных значений числа Маха. Скорректированная модель турбулентности k–? SST позволяет снизить погрешность численных результатов на 0.06…0.18 % по сравнению с экспериментальными данными при числе Маха 1.2…2.5. Результаты подтверждены для 130-миллиметровой модели снаряда.
EDN: ZNHPSP, https://elibrary/znhpsp
Литература
[1] Spalart P. Detached-eddy simulation. Annu. Rev. Fluid Mech., 2009, vol. 41, no. 1, pp. 181–202, doi: https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.010908.165130
[2] Zhiyin Y. Large-eddy simulation: past, present and the future. Chin. J. Aeronaut., 2015, vol. 28, no. 1, pp. 11–24, doi: https://doi.org/10.1016/j.cja.2014.12.007
[3] Sidik N.A.C., Yusof S.N.A., Asako Y. et al. A short review on RANS turbulence models. CFD Lett., 2020, vol. 12, no. 11, pp. 83–96, doi: https://doi.org/10.37934/cfdl.12.11.8396
[4] Tran T.H., Ambo T., Lee T. et al. Effect of Reynolds number on flow behavior and pressure drag of axisymmetric conical boattails at low speeds. Exp. Fluids, 2019, vol. 60, no. 3, art. 36, doi: https://doi.org/10.1007/s00348-019-2680-y
[5] Mariotti A., Buresti G., Gaggini G. et al. Separation control and drag reduction for boat-tailed axisymmetric bodies through contoured transverse grooves. J. Fluid Mech., 2017, vol. 832, pp. 514–549, doi: https://doi.org/10.1017/jfm.2017.676
[6] Forsythe J.R., Hoffmann K.A., Cummings R.M. et al. Detached-eddy simulation with compressibility corrections applied to a supersonic axisymmetric base flow. J. Fluids Eng., 2002, vol. 124, no. 4, pp. 911–923, doi: https://doi.org/10.1115/1.1517572
[7] Rocha P.A.C., Rocha H.H.B., Carneiro F.O.M. et al. k–? SST (shear stress transport) turbulence model calibration: A case study on a small scale horizontal axis wind turbine. Energy, 2014, vol. 65, pp. 412–418, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.11.050
[8] Matyushenko A.A., Garbaruk A.V. Adjustment of the k–? SST turbulence model for prediction of airfoil characteristics near stall. J. Phys.: Conf. Ser., 2016, vol. 769, art. 012082, doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/769/1/012082
[9] Menter F.R., Sechner R., Matyushenko A. Best practice: RANS turbulence modeling in Ansys CFD. ANSYS Inc., 2021. 96 p.
[10] Hellsten A. Some improvements in Menter’s k–? SST turbulence model. 29th AIAA Fluid Dynamics Conf., 1998, doi: https://doi.org/10.2514/6.1998-2554
[11] Younoussi S., Ettaouil A. Calibration method of the k–? SST turbulence model for wind turbine performance prediction near stall condition. Heliyon, 2024, vol. 10, no. 1, art. e24048, doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24048
[12] Menter F.R. Two-Equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA J., 1994, vol. 32, no. 8, pp. 1598–1605, doi: https://doi.org/10.2514/3.12149
[13] Platou A.S. Improved projectile boattail. J. Spacecr. Rockets, 1975, vol. 12, no. 12, pp. 727– 732, doi: https://doi.org/10.2514/3.57040
[14] Tran T.H., Dao C.T., Le D.A. et al. Aerodynamic drag of axisymmetric models with different boattail angles under subsonic and supersonic flow conditions. J. Mech. Sci. Technol., 2023, vol. 37, no. 12, pp. 6523–6535, doi: https://doi.org/10.1007/s12206-023-1124-z
[15] Sahoo S., Laha M.K. Coefficient of drag and trajectory simulation of 130 mm supersonic artillery shell with recovery plug and fuze. Def. Sci. J., 2014, vol. 64, no. 6, pp. 502–508.