Исследование RANS/ILES методом течения в высокоскоростном воздухозаборнике смешанного сжатия на различных режимах работы

С помощью модифицированного RANS/ILES-метода (Reynolds Averaged Navier-Stokes – RANS, Implicit Large Eddy Simulation – ILES) исследованы отрывные течения в диффузорах разной геометрии и в высокоскоростном воздухозаборнике (ВЗ). Предложенная модификация метода позволила повысить точность расчета как отрывных областей, так и присоединенных пограничных слоев. Расчеты течения в модельном ВЗ смешанного сжатия с прямоугольным поперечным сечением проведены для числа Маха набегающего потока 5.9 на сетке, содержащей 4.13×106 ячеек, начиная с режима без дросселирования и заканчивая помпажными режимами. Определена граница потери устойчивости течения в ВЗ при увеличении дросселирования. Проведено сравнение с экспериментом зависимости давления от времени на верхней стенке канала изолятора ВЗ для всех режимов, включая помпажные. Установлено влияние степени дросселирования ВЗ на частоту помпажа. Получена дроссельная характеристика. Сравнение результатов расчетов с данными эксперимента показало приемлемое совпадение по всем доступным параметрам эксперимента для этого ВЗ. Продемонстрирована более высокая точность расчета настоящим методом по сравнению с расчетом других авторов методом LES на мелкой сетке исследованного ВЗ.

Ключевые слова

Источник финансирования

Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФ И (№ 15–08–01996-A).

Получено

27.12.2018

Дата публикации

27.12.2018

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Любимов Д. А. , Честных А. О. Исследование RANS/ILES методом течения в высокоскоростном воздухозаборнике смешанного сжатия на различных режимах работы // Теплофизика высоких температур – 2018. – Tом 56. – Номер 5 C. 729-737 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/tvt/s207751800000037-9-2 (дата обращения: 20.04.2024). DOI: 10.31857/S004036440002714-9
MLA	Lyubimov, D., Chestnykh, A. "Study of the RANS / ILES flow method in a high-speed mixed-air inlet for various operating modes." Teplofizika vysokikh temperatur 56.5 (2018):729-737. DOI: 10.31857/S004036440002714-9
APA	Lyubimov D., Chestnykh A. (2018). Study of the RANS / ILES flow method in a high-speed mixed-air inlet for various operating modes. Teplofizika vysokikh temperatur 56(5), pp.729-737 DOI: 10.31857/S004036440002714-9

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1038

Оценка читателей: голосов 0

1. Tan H.-J., Sun S., Yin Z.-L. Oscillatory Flows of Rectangular Hypersonic Inlet Unstart Causrd by Dounstream Mass-Flow Choking // J. Prop. Power. 2009. V. 25. № 1. P. 138.

2. Li Z., Gao W., Jiang H., Yang J. Unsteady Behaviors of a Hypersonic Inlet Caused by Throttling in Shock Tunnel // AIAA J. 2013. V. 51. № 10. P. 2485.

3. Peterson D.M., Candler G. V., Drayna T. W. Detached Eddy Simulation of a Generic Scramjet Inlet and Combustor // AIAA Paper 2009–130. 2009.

4. You Y., Luedeke H., Hannemann K. Injection and Mixing in a Scramjet Combustor: DES and RANS Studies // Proc. Combust. Inst. 2013. V. 34. P. 2083.

5. Trapier S., Deck S., Duveau P. Delayed Detached-Eddy Simulation and Analysis of Supersonic Inlet Buzz // AIAA J. 2008. V. 46. № 1. P. 118.

6. Peterson D.M., Boyce R. R., Wheatley V. Simulations of Mixing in an Inlet-Fueled Axisymmetric Scramjet // AIAA J. 2013. V. 51. № 12. P. 2823.

7. Shur M.L., Spalart P. R., Strelets M. K., Travin A. K. A Hybrid RANS-LES Approach with Delayed-DES and Wall-modeled LES Capabilities // Int. J. Heat Fluid Flow. 2008. V. 29. P. 1638.

8. Boles J.A ., Choi J.-I., Edwa rd s J . R . , Baurle R. A. Simulations of High-Speed Internal Flows using LES/RANS Models // AIAA Paper 2009–1324. 2009.

9. Любимов Д.А., Потехина И. В. Исследование нестационарных режимов работы сверхзвукового воздухозаборника RANS/ILES-методом // ТВТ. 2016. Т. 54. № 5. С. 784.

10. Любимов Д. А. Численное исследование нестационарных турбулентных течений в сверхзвуковых диффузорах // XI Всерос. съезд по фундамент. проблемам теор. и прикл. механики. Казань, 2015. С. 2399. CD.

11. Spa l a r t P. R . , Jou W. -H., St rel ets M., Allmaras S. R. Comments on the Feasibility of LES for Wings, and on a Hybrid RANS/LES Approach // 1st AFOSR Int. Conf. on DNS/LES. Rouston, Louisiana, USA, 1997. P. 669.

12. Yan J., Tawackolian K., Michel U., Thiele F. Computation of Jet Noise using a Hybrid Approach // AIAA Paper 2007–3621. 2007.

13. Islam A., Thornber B. A Hybrid RANS-Implicit LES Method for External Aerodynamics // Proc. 19th Australasian Fluid Mechanics Conf. Melbourne. Australia. 8–11 Dec. 2014.

14. Wei Q., Chen H.-X., Ma Z. A Hybrid RANS/LES Model for Simulation of Complex Turbulent Flow // J. Hydrodyn. 2016. V. 28. № 5. P. 811.

15. Nakamori I., Ikohagi T. Dynamic Hybridization of MILES and RANS for Predicting Airfoil Stall // Comput. Fluids. 2008. V. 37. P. 161.

16. Morgan P.E., Visbal M. R. Application of Hybrid RANS/ ILES to Geometries with Separated Flows // AIAA Paper 2006–3028. 2006.

17. Zhu H., Fu S., Lei Shi L., Wang Z. J. A Hybrid RANSImplicit LES Approach for the High-Order FR/CPR Method // AIAA Paper 2016–1599. 2016.

18. Spalart P.R., Deck S., Shur M. L., Squires K. D., Strelets M. K., Travin A. A New Version of Detached-eddy Simulation, Resistant to Ambiguous Grid Densities // Theor. Comput. Fluid Dyn. 2006. V. 20. P. 181.

19. Любимов Д. А. Разработка и применение эффективного RANS/ILES-метода для расчета сложных турбулентных струй // ТВТ. 2008. Т. 46. № 2. С. 271.

20. Любимов Д. А. Разработка и применение метода высокого разрешения для расчета струйных течений методом моделирования крупных вихрей // ТВТ. 2012. Т. 50. № 3. С. 450.

21. Suresh A., Huynh H. T. Accurate Monotonicity – Preserving Schemes with Runge–Kutta Time Stepping // J. Comput. Phys. 1997. V. 136. № 1. P. 83.

22. Spalart P.R., Allmaras S. R. A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic Flows // La Recherche Aerospatiale. 1994. № 1. P. 5.

23. Vogel J.C., Eaton J. K. Combined Heat Transfer and Fluid Dynamic Measurements Downstream of a Backward-facing Step // J. Heat Mass Transfer (Trans. ASME). 1985. V. 107. P. 922.

24. Stepanov V.A., Makarov A. Yu., Maslov V. P. Experimental Study of Synthetic Jets for the Control of Flows Separation in the Engine’s Ducts // 29th Int. Congress of the Aeronautical Science. St.-Petersburg. Russia. Sept. 7–12. 2014. Paper № 280.

25. Любимов Д.А., Потехина И. В. Применение RANS/ILES-метода для анализа эффективности управления отрывными течениями в диффузорах с помощью синтетических струй // Изв. РАН. МЖГ. 2015. № 4. С. 144.

26. Lyubimov D., Makarov A., Potekhina I. Experimental and Numerical Research of Unsteady Flow in Curvilinear Channel with Active Flow Management using «Synthetic» Jets // 28th Int. Congress of the Aeronautical Science. Brisbane. Australia. Sept. 23–28. 2012.

27. Sun P.Z., Shi H. T., Lu X. Y. Numerical Investigation of the Unsteady Behavior of a Hypersonic Inlet under Throttling // Procedia Eng. 2015. V. 126. P. 179.