Чисельне моделювання та експериментальне дослідження біляекраних течій

Міністерство освіти України

Дніпропетровський державний університет

На правах рукопису

СОХАЦЬКИЙ Анатолій Валентинович

УДК 532.516

ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ

ДОСЛІДЖЕННЯ БІЛЯЕКРАННИХ ТЕЧІЙ

01.02.05 - механіка рідини, газу та плазми

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Дніпропетровськ - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті транспортних систем і технологій Національної академії наук України.

Наукові керівники:

- кандидат технічних наук, академік ТА України

Заславський Броніслав Леонідович ;

- доктор фізико-математичних наук, професор

Приходько Олександр Анатолійович,

Дніпропетровський державний університет,

завідуючий кафедрою технічної механіки.

Офіційні опоненти:

- доктор фізико-математичних наук, професор

Хрущ Віктор Кузьмич,

Дніпропетровський державний університет,

завідуючий кафедрою аерогідромеханіки;

- кандидат технічних наук

Кваша Юрiй Олександрович, Інститут технічної механіки НАН України (м.Днiпропетровськ), старший науковий співробітник.

Провідна установа:

- Інститут гідромеханіки НАН України (м. Київ).

Захист відбудеться 25 грудня 1998 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.051.10. при Дніпропетровському державному університеті за адресою: 320625, м. Дніпропетровськ, пр. К. Маркса 35, корп 3.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Дніпропетровського державного університету.

Автореферат розісланий 24 листопада 1998 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Дзюба А.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність тематики. Подальший розвиток наземного транспорту та створення його нових типів неможливi без урахування аеродинамічних процесів, які відбуваються під час руху. Особливу зацікавленість викликають ефекти розвитку ламінарних та турбулентних біляекранних течій, оскільки ці види руху реальної рідини є суттєвими складовими зазначених процесів. Тому дослідження біляекранних течій є актуальною темою сучасної механіки рідин та газів.

Ранні експериментальні та теоретичні дослідження обтікання тіл поблизу межі розділу середовищ були пов’язані з розвитком повітряного та водного транспорту. Як правило, вони обмежувались дослідженнями гідродинаміки крила, як основного засобу керування та підтримки транспортного апарату. Дослідження з аеродинаміки наземних транспортних засобів мали здебільшого емпіричний характер.

Для визначення аеродинамічних характеристик апаратів, які функціонують на динамічних принципах підтримки, з’явились роботи, що базуються на методах дискретних вихорів, особливостей, квадрупольній теорії крила, потенціалу прискорень, зрощених асимптотичних рознесень. При цьому використовуються різного роду припущення, які спрощують задачу, але не завжди повномірно відтворюють фізику явищ.

При розв’язанні таких задач довелося зіткнутися із рядом труднощів. Виявилося, що шляхом фізичного моделювання в аеродинамічній трубі важко одержати адекватне відображення реальних межових умов на твердій поверхні. Тому математичне та експериментальне дослідження процесів обтікання транспортних апаратів та зiставлення одержаних результатiв набуло особливої актуальності. Подальше удосконалення методів математичного моделювання з використанням сучасних ЕОМ сформувало новий напрямок досліджень - чисельний експеримент.

Слід відмітити, що застосування математичного моделювання дає можливість виявити такі механізми явищ, які в фізичному експерименті іноді бувають скриті від дослідника. Останнє набуло особливого змісту з удосконаленням математичних моделей та чисельних методів. Доповнюючи одне одного та конкуруючи між собою, фізичне та математичне моделювання надають дослідникам нові можливості для вивчення та розрахунку складних взаємозалежних процесів.

Мета роботи полягає у математичному та фізичному моделюванні обтікання тіл поблизу екрану з використанням моделей ідеальної та в’язкої рідини, чисельному розв`язанні рівнянь Нав’є-Стокса для ламінарного та турбулентного режимів, дослідженні особливостей формування та розвитку течій, виробленні рекомендацій щодо застосування математичних моделей та методів механіки рідин та газів, розв`язанні важливих прикладних задач.

Наукова новизна роботи. Експериментально досліджено обтікання профілю крила поблизу екрану та виконано чисельне моделювання процесів аеродинаміки біляекранних течій, що базується на методі дискретних вихорів, нестацiонарних рівняннях Нав’є-Стокса для ламінарного та турбулентного режимів течій.

Наукова новизна роботи полягає в наступному:

1. Експериментально встановлено особливості обтікання тонкого профілю крила для малих відстаней до екрану.

2. Побудовано та реалізовано чисельні методики, алгоритми та програми розрахунку ламінарних та турбулентних біляекранних течій, що базуються на методі дискретних вихорів та нестацiонарних рівняннях Нав’є-Стокса, записаних в криволінійній неортогональній системі координат, з використанням восьми схем скінченно-різницевої апроксимації: протипоточної, гібридної, Леонардо другого та третього порядку точності, методу верхньої релаксації, предиктор-коректор з розщепленням за ч

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать