. Влияние изменения модельных коэффициентов модели турбулентности k-Ω SST Ментера на параметры обтекания аэродинамического профиля

Аннотация

Представленные в статье исследования относятся к области аэродинамики летательных аппаратов, они направлены на улучшение точности моделирования отрывных течений с использованием RANS-модели турбулентности. Для проведения исследований использован метод математического моделирования с применением пакета прикладных программ вычислительной гидрогазодинамики. По результатам численного моделирования проведена оценка влияния уменьшения константы a1RANS-модели турбулентности (k-ω SST Ментера) на параметры обтекания авиационного профиля NACA 0012. Исследуемое течение принято несжимаемым, трехмерным, число Рейнольдса Re =3.106, диапазон исследуемых углов атаки  = 0…15. Использована гексагональная сеточная модель, пограничный слой выполнен из условия ограничения безразмерного расстояния до стенки Y+ < 3. Для контроля качества сеточной модели подтверждена независимость решения от размерности сетки: исследована сходимость действующей на профиль подъемной силы при систематическом уменьшении размера элемента. Валидация течения в пограничном слое проведена посредством сравнения расчетного безразмерного профиля скорости с эмпирической «функцией стенки». Для оценки влияния значения константы a1 на параметры обтекания проведено сравнение распределения коэффициента давления по поверхности профиля для различных значений a1. Для значения угла атаки  = 15 дополнительно представлены результаты моделирования с использованием модели турбулентности DES (LES/ k-ω SST Ментера), полученные с использованием суперкомпьютера «Торнадо», ЮУрГУ. Полученные результаты подтвердили улучшение результатов моделирования при уменьшении значения коэффициента a1 на 30 % для углов атаки не более  = 15, что не согласуется с результатами, представленными ранее в публикациях других авторов, прогнозирующих улучшение результатов до  = 30. Увеличение значения коэффициента a1 на 30 % при  = 15 улучшает результаты моделирования незначительно