Численное моделирование несжимаемых течений около пластины с микровдувом.

Базовкин А.В., Ковеня В.М., Лебедев А.С.
Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия,
sasa@ict.nsc.ru

	Снижение сопротивления трения около элементов летательного аппарата может быть достигнуто различными путями, одним из которых является вдув газа с части поверхности. В работе численно моделируются течения газа около пластины при малых скоростях. Целью моделирования является исследование влияния интенсивности микровдува с части поверхности и его распределения на поведение локального и интегрального коэффициентов трения. В качестве математической модели выбраны уравнения Навье — Стокса вязкой несжимаемой жидкости. Турбулентная вязкость вычисляется с помощью алгебраической модели. Для обеспечения большей достоверности численных результатов решение уравнений находится двумя различными разностными методами. В одном методе используется идея искусственной сжимаемости, так что давление и скорости на новом временном слое находятся с помощью внутренних итераций, сходимость которых обеспечивает выполнение конечно-разностного аналога уравнения неразрывности в каждой элементарной ячейке. Во втором методе решение уравнений находится на основе метода приближенной факторизации. На дробных шагах реализация схемы сводится к решению отдельных уравнений скалярными прогонками и к решению уравнения Пуассона для невязки давления с введением внутренних итераций. Оба метода позволяют моделировать нестационарные течения. Проведены расчеты течений около пластины при различных интенсивностях вдува, ширине полос и их количестве при различных числах Рейнольдса. Получено, что при увеличении числа полос интегральное значение трения практически совпадает со значениями трения при равномерном вдуве. Полученные основные закономерности влияния микровдува на сопротивление трения качественно подтверждаются результатами экспериментов. 

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН  №  103.