Математическое моделирование воздействия отсоса внешнего потока на концевые вихри

• Автор: Димитрогло, Михаил Георгиевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ПЛОСКИХ ТЕЧЕНИЙ С ОТСОСОМ ПОТОКА

1.1. Физическая постановка задачи.

1.2. Математическая постановка задачи

1.3. Численное решение задачи..

1.4. Результаты расчетов .

1.5. Интерпретация дельтафункции

2. МОДЛЕРИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ С ОТСОСОМ ПОТОКА

2.1. Физическая постановка задачи

2.2. Математическая постановка задачи

2.3. Численное решение задачи
2.4. Результаты расчетов.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ КОНЦЕВЫХ ВИХРЕЙ.
3.1. Условия расчета. Пластина без отсоса..
3.2. Устройство отсоса расположено на нижней поверхности крыла.
3.2.1. Отсос с нижней поверхности в виде линии, расположенной вдоль хорды крыла
3.2.2. Устройство отсоса в виде линии, расположенной вдоль размаха крыла
3.2.3. Устройство отсоса в виде точки
3.3. Устройство отсоса расположено на верхней поверхности крь ла
3.3.1. Устройство отсоса в виде линии, расположенной вдоль хорды крыла.
3.3.2. Устройство отсоса в виде линии, расположенной вдоль размаха крыла.
3.3.3. Устройство отсоса в виде точки.
3.4. Количественная оценка влияния отсоса на концевые вихри
3.5. Форма концевых вихрей при расчете без учета симметрии.
Военновоздушная инженерная академия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


По результатам исследований предполагается применять энергетическую механизацию для улучшения аэродинамических характеристик, характеристик устойчивости и управляемости и для управления аэродинамическими силами и моментами, действующими на летательный аппарат. Но помимо этого существуют проблемы, связанные с образованием вихрей на различных частях конструкции ЛЛ и, что особенно важно для тяжелых летательных аппаратов, в спутном следе. Накопленный опыт теоретических исследований позволяет сделать вывод о возможности применения энергетической механизации для борьбы с концевыми вихрями спутного следа. В данной работе для воздействия на концевые вихри предполагается использовать отсос внешнего иогока с одной из поверхностей крыла. Научная новизна данной работы заключается в следующем. Предложен новый подход к моделированию отсоса внешнего потока с поверхности обтекаемого тела. В первых работах по моделированию отсоса потока при выполнении граничь его условия непротекания на профиле с той стороны, где расположен отсос, приходили к сингулярному интегральному уравнению, в правой части которого стояла гладкая функция. В работе [2. Наличие 5-функции в правой части позволило упростить алгоритмы численного решения сингулярного интегрального уравнения, а для пространственного случая построить новый, более простой, атгоритм численного решения. Введено понятие пространственной 3 - функции с носителем на кривой. Дана дискретная интерпретация данной функции, позволяющая эффективно использовать ее при математическом моделировании. Создана математическая модель для исследование воздействия отсоса внешнего потока на спутный след с целью разрушения концевых вихрей. Проведены методические исследования, подтверждающие возможность разрушения концевых вихрей при помощи отсоса внешнего потока с поверхности крыла. Установлено, что расположение, форма и интенсивность устройства отсоса в значительной степени влияют на поведение спутного следа. При оптимальном выборе формы и расположения устройства отсоса достигнуть разрушения вихрей можно уже при относительно небольшой его интенсивности. Показано, что влияние отсоса внешнего потока приводит к потере устойчивости концевых вихрей. Диссертационная работа состоит из трех глав и выводов по работе. В первой главе предлагается новый подход к решению задачи о нахождении поля скоростей при обтекании жидкостью тонкого профиля с отсосом внешнего потока с одной из сторон его поверхности. При этом дана интерпретация 3- функции с носителем на линии. В предлагаемом подходе отсос учитывается при записи правой части граничного условия с использованием аппарата обобщенных функций. Граничное условие непротекания при этом выполняется на стороне профиля, противоположной расположению отсоса. При этом в правой части появляется 3- функция с носителем в точке расположения отсоса. Проводится сравнение предложенного способа моделирования отсоса и способа с выделением особенности, применявшегося ранее. Р0 на бесконечности под у лом атаки а. Отсос производится с одной из сторон профиля. Скорость в точке М индуцированную отсосом будем обозначать 1? М). Рис. Профиль расположен на отрезке [-1, I] оси Ох прямоугольной декартовой системы координат. Отсос осуществлялся с нижней поверхности. Рассматриваются бесциркуляционное (выполняется условие равенства нулк циркуляции скорости по любому контуру, проведенному в жидкости вокруг профиля) и циркуляционное (удовлетворяет постулату Чаплыгин а-Жуковского о конечности скоростей на задней кромке профиля) виды обтекания профиля. Полагаем, что течение идеальной несжимаемой жидкости всюду вне профиля безвихревое. Введем функцию IV (М) = 0(ЛГ)- )? М) - скорость жидкости в любой точке пространства. Тогда задача определения стационарного пеля скоростей IV (М) на плоскости Оху при. У Ъфх . Л/ ? I й'(м) |-> 0, | М | ^ оо. При использовании фадиционной схемы при выполнении граничного условия неиротскания на профиле с той стороны, где расположен отсос, приходили к сингулярному интегральному уравнению в правой части которого стояла гладкая функция. IV' (М)п = -Й^п - Щ (Л/)п, М=(х,0), х € (-1,1), М ф Мд 1/Г* (М) п = -1Г0п-1Г? IV* и 1?