Разработка методики определения аэродинамических характеристик дирижаблей в неравномерном потоке вязкого газа

• Автор: Чжоу Цзяньхуа
• Шифр специальности: 05.07.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Численный метод исследования пространственного

обтекания дирижабля вязким газом

1.1. Система уравнений для описания течения вязкого газа в окрестности дирижабля

1.2. Модель турбулентности

1.3. Граничные условия

1.4. Конечно-разностная аппроксимация системы уравнений

1.5. Моделирование условий обтекания тел неравномерным потоком

1.6. Построение сеток

1.7. Влияние параметра расчетной области на точность
выполненных расчетов
1.8. Расчет коэффициентов локальных и суммарных аэродинамических сил и моментов
1.9. Оценка достоверности результатов численных расчетов
1.10. Выводы к главе
Глава 2. Численное моделирование обтекания дирижаблей вдали от
экрана неравномерным потоком вязкого газа
2.1 .Параметры моделей дирижабля
2.2. Численное моделирование обтекания дирижабля
равномерным потоком вязкого газа
2.2.1. Структуры течения в окрестности дирижабля при различных углах атаки
2.2.2. Распределение давления и сил трения по поверхности корпуса дирижабля
2.2.3. Результаты параметрических исследований суммарных

аэродинамических характеристик дирижаблей
2.3. Численное моделирование обтекания неоперенного корпуса
дирижабля неравномерным потоком вязкого газа
2.3.1. Картины обтекания и распределения параметров потока в окрестности корпуса
2.3.2.Распределение давления по поверхности корпуса
2.3.3. Параметры вихрей при отрывном обтекании
2.3.4. Суммарные аэродинамические характеристики неоперенного корпуса и их зависимость от
определяющих параметров
2.4. Численное моделирование обтекания оперенного корпуса дирижабля неравномерным потоком вязкого газа
2.4.1. Влияние неравномерности потока на структуры обтекания и аэродинамические характеристики оперенного корпуса дирижабля при изменении его положения в плоскости изменения модуля скорости натекающего на дирижабль потока (а Ф О, р = 0)
2.4.2. Влияние неравномерности потока на структуры обтекания и аэродинамические характеристики оперенного корпуса дирижабля при изменении его положения в плоскости, перпендикулярной плоскости изменения модуля скорости натекающего на дирижабль потока (а =0, р Ф 0)
2.5. Выводы к главе
Глава 3. Численное моделирование обтекания дирижаблей вблизи
экрана
3.1. Неоперенный корпус дирижабля вблизи экрана в равномерном потоке
3.2. Оперенный корпус дирижабля вблизи экрана в равномерном

потоке
3.3.Оперенный корпус дирижабля вблизи земной поверхности в
неравномерном потоке
3.3.1. Профиль скорости неравномерного потока вблизи земной
поверхности
3.3.2. Структуры обтекания и распределение давления по поверхности оперенного корпуса
3.3.3. Суммарные аэродинамические характеристики оперенного корпуса дирижабля и их зависимость от определяющих 140 параметров
3.4. Рекомендации в отношении проектирования и эксплуатации дирижаблей с учетом неравномерности потока, натекающего на дирижабль вблизи земной поверхности
3.5. Выводы к главе
Глава 4. Инженерная методика определения аэродинамических
характеристик дирижаблей в равномерном и
неравномерном потоке вязкого газа
4.1. Расчет коэффициентов аэродинамических нормальной силы и момента тангажа неоперенного корпуса дирижабля в равномерном потоке
4.2. Расчет коэффициентов аэродинамической продольной силы неоперенного корпуса дирижабля в равномерном
потоке
4.3. Расчет коэффициентов аэродинамических нормальной силы и момента тангажа оперенного корпуса дирижабля, ориентированного по схеме «+» случай равномерного
потока

1.10. Выводы к главе
1. Описан численный метод расчета параметров обтекания и аэродинамических характеристик дирижабля, основанный на использовании осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, замкнутых двухпараметрической моделью турбулентности «SST k-со», и метода контрольных объемов, и реализованного в комплексе вычислительных программ, содержащего адаптированные автором к поставленной задаче программы Gambit и Fluent (свидетельство №001А9296566Е), а также специальные программы автора для обработки, анализа и обобщения результатов численных расчетов.
2. Показано, что использование примененной для замыкания уравнений Рейнольдса модели турбулентности «SST k-га» в диапазоне углов атаки а < 40° дает удовлетворительную сходимость результатов расчета и данных эксперимента.
3. Проведено исследование влияния на результаты расчетов количества итераций и контрольных ячеек, а также размеров счетной области. Найдено, что количество итераций, равное 2000, а также 300000 ячеек для неоперенного корпуса дирижабля и 600000 ячеек для оперенного корпуса обеспечивают приемлемую точность расчетов. Определены размеры расчетной области, позволяющие при сохранении точности расчетов минимизировать время расчетов.