Record Details

NUMERICAL SIMULATION OF CAVITY FLOW AND FLOW OVER AIRCRAFT COMPARTMENT USING SEMI-EMPIRICAL TURBULENCE MODELS

Civil Aviation High TECHNOLOGIES

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title NUMERICAL SIMULATION OF CAVITY FLOW AND FLOW OVER AIRCRAFT COMPARTMENT USING SEMI-EMPIRICAL TURBULENCE MODELS
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ КАВЕРН И ОТСЕКОВ ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ ПОТОКОМ ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ
 
Creator Елена Ларина Владимировна; МАИ
Игорь Крюков Анатольевич; ИПМ РАН им. А.Ю. Ишлинского
Игорь Иванов Эдуардович; МГУ им. М.В. Ломоносова
 
Description The article is devoted to the validation and application of CFD code for turbulent flows. Two-dimensional un- steady flows in the cavities and compartments and three-dimensional flow in the compartment of complex geometry have been considered. Two turbulence parameter oriented models are used.Numerical simulation of unsteady transonic flow (Mоо=0.74) in a narrow channel with a cavity inside has been conducted. The dependence of the static pressure on time at fixed points in space has been obtained. The fast Fourier trans- form has been applied for processing data of static pressure. The difference of 6-10% between the numerical and experi-mental data has been obtained.The computations of unsteady transonic cavity flow with Mach number Mоо=0.85 have been performed. Low fre- quency oscillations of the static pressure in several fixed points in space have been obtained. Power spectrum of oscilla- tions at the center of the cavity is compared with experimental data and Rossiter modes. An acceptable agreement between experimental and computed data has been achieved. The influence of geometrical factors on the frequency characteristics of the flow has been investigated. For this purpose two round flaps have been added to the cavity. The most low-frequency oscillation modes changed by the presence of the flaps. The first mode was gone, the second mode amplitude decreased and the third mode amplitude significantly decreased. The changes in height of protruding part of the geometry to the external flow have led to changes in pressure pulsation amplitude without changing the frequency. The spectral functions obtained while using the two considered models of turbulence have been compared for this case. It is found that the frequency values are only slightly different; the main difference is present at the amplitude of pulsations.The effect of deflection of flat flap on the non-stationary subsonic flow parameters in a cylindrical body with an inner compartment has been investigated. The cases of deflection angles of the flap inside the compartment with values 26º and 41º above the horizontal plane, and also the case without flap have been considered. Low-frequency oscillations of the static pressure have been obtained. The presence of the flap did not change the frequency of static pressure pulsations. With the increase of the choke deflection angle, the oscillation amplitude increases at all considered points of the flow too.
Работа направлена на развитие и применение программного комплекса моделирования высокоскоростных турбулентных течений газа. Рассмотрены двумерные нестационарные течения в кавернах и отсеках и трехмерные течения в отсеке сложной геометрии. Используются две параметрические модели турбулентности.Проведено численное моделирование нестационарного трансзвукового течения с числом Маха набегающего потока Mоо = 0,74 в узком канале с мелкой каверной внутри. Получены зависимости статического давления в фиксиро- ванных точках пространства от времени. Показано, что отличие результатов обработки данных численного моделирова- ния с использованием быстрого преобразования Фурье от экспериментальных данных составляет не более 6-10 %.Проведено численное моделирование нестационарного трансзвукового течения с числом Маха набегаю- щего потока Mоо = 0,85 в мелкой каверне. Получены низкочастотные колебания статического давления в несколь- ких фиксированных точках пространства. Спектральные функции колебаний в центре каверны сопоставлены с экспериментальными данными и модами Росситера. Получено приемлемое соответствие расчетов эксперименту. Проведено исследование влияния геометрического фактора на частотные характеристики потока. Для этого к ка- верне добавлены круглые створки. Наличие створок привело к изменениям в самых низкочастотных модах колеба- ний. Исчезла первая мода, уменьшилась амплитуда второй моды и значительно уменьшилась амплитуда третьей моды. Изменение высоты выступающей во внешний поток части геометрии привело к изменениям амплитуд пуль- саций давления без изменения частот. Для данного случая приводится сравнение спектральных функций, получен- ных с использованием двух рассмотренных моделей турбулентности. Установлено, что значения частот отличают- ся слабо, различия имеются в амплитудах пульсаций.Проведено численное исследование влияния положения плоской заслонки на параметры нестационарного дозвукового течения с числом Маха набегающего потока Mоо = 0,65 в цилиндрическом отсеке с внутренним телом. Рассмотрены случаи отклонения заслонки внутрь отсека с углами 26 и 41º относительно горизонтальной плоско- сти, а также случай без заслонки. Получены низкочастотные колебания статического давления. Наличие заслонки не изменило частот пульсаций статического давления. С ростом угла отклонения заслонки растут амплитуды коле- баний во всех рассмотренных точках течения.Ключевые слова: моделирование турбулентных высокоскоростных течений, течение в каверне, полуэм- пирические модели турбулентности, k-Е модель турбулентности, µt-k-Е модель турбулентности.
 
Publisher Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)
 
Date 2017-01-13
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1000
 
Source Civil Aviation High TECHNOLOGIES; Том 19, № 6 (2016); 185-194
Научный вестник МГТУ ГА; Том 19, № 6 (2016); 185-194
2079-0619
 
Language rus
 
Relation http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1000/879
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).