Поплавская Т.В.   Кириловский С.В.   Миронов С.Г.   Цырюльников И.С.  

Численное исследование влияния структуры моделей скелета высокопористых ячеистых материалов на аэродинамические характеристики тел с пористыми вставками

Reporter: Поплавская Т.В.

Одним из направлений применения газопроницаемых пористых материалов в аэродинамике летательных аппаратов является  управление обтеканием тел с газопроницаемыми пористыми вставками с целью снижения волнового сопротивления или создания боковых сил для маневрирования. Экспериментальные и расчетные исследования по этой тематике проводятся  в ИТПМ СО РАН в последнее десятилетие.
     В экспериментах, проводимых в аэродинамической трубе Т-327 ИТПМ СО РАН,  измерялась сила сопротивления модели цилиндра с передней газопроницаемой вставкой, выполненной из высокопористого ячеистого  материала (ВПЯМ),  обтекаемого сверхзвуковым потоком при разных углах атаки.   
     Основным элементом численного моделирования задачи сверхзвукового обтекания тел с газопроницаемыми пористыми вставками является модель пористого материала. В данной работе рассматриваются модели ВПЯМ в виде  пространственной системы дискретных элементов (скелетные модели).
     Ранее авторами впервые для численного моделирования сверхзвукового обтекания цилиндра с передней пористой вставкой под нулевым углом атаки была предложена и успешно реализована осесимметричная  скелетная модель в виде набора соосных кольцевых элементов квадратного поперечного сечения. Цель настоящей работы – переход от задачи осесимметричного обтекания к задаче в трехмерной постановке, разработка и реализация трехмерных скелетных моделей пористой среды и приближение их пространственной структуры к реальному каркасу ВПЯМ.
     В работе выполнен сравнительный анализ четырех скелетных моделей ВПЯМ: кольцевая модель из набора соосных колец разного диаметра и три модели из набора сфер с различным пространственным расположением (модель из полых пересекающихся сфер, модель из полых сфер, соединенных цилиндрическими каналами,  и модель из твердых непересекающихся сфер). Расчетные данные коэффициента аэродинамического сопротивления сопоставлены с результатами трубных экспериментов.  Показано, что кольцевая модель и модель из твердых непересекающихся сфер обладают необходимой степенью проницаемости для наилучшего согласования с измеренными аэродинамическими коэффициентами.                                                                              
     Работа выполнена по госбюджетной тематике ИТПМ СО РАН.


To reports list