Введение
ГЛАВА 1. Асимптотические методы в теории отрывных и вихревых течений 28
1.1. Отрывное обтекание крыльев малого удлинения дозвуковым потоком сжимаемого газа 28
1.2. Асимптотическое решение задачи об отрывном обтекании треугольного крыла под малым углом атаки 43
1.2.1. Постановка задачи. 45
1.2.2. Построение асимптотического решения задачи. 47
1.2.3. Обсуждение результатов. 54
1.3. Отрывное обтекание крыльев конечного удлинения с наплывом потоком сжимаемого газа 56
1.4. Асимптотическое решение задачи об обтекании идеальной жидкостью вершин тел и крыльев 68
1.5. Асимптотическое решение задачи об отрывном обтекании угловой точки крыла 78
1.6. Отрывное обтекание компоновки крыло - корпус 82
1.7. Безударный вход потока на переднюю кромку крыла с отклоняемым носком 85
1.8. Отрывное обтекание тел с локальными вихревыми пеленами 94
1.9. О реализации подсасывающей силы при обтекании тонких крыльев при больших числах Рейнольдса 100
ЇЛО. О локальной сходимости решения в методе дискретных вихрей. 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 123
ГЛАВА 2. Панельные методы в теории отрывных и вихревых течений 125
2.1 Описание панельного метода расчета отрывного обтекания летательного аппарата дозвуковым потоком газа 125
2.2. Приложения панельных методов к исследованию аэродинамики летательного аппарата 136
2.2Л. Расчет отрывного обтекания крыла и системы крыло-фюзеляж дозвуковым потоком газа 136
2.2.2. Влияние стреловидности консоли на аэродинамические характеристики крыла с наплывом при отрывном обтекании 139
2.2.3. Аэродинамическое взаимодействие близко летящих самолетов 143
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 152
ГЛАВА 3. Экспериментальные и теоретические исследования структуры и динамики вихря в следе за самолетом 154
3.1. Экспериментальное исследование структуры вихря в следе за
моделью механизированного крыла в АДТ Т-124 ЦАГИ 154
3.1.1. Введение. 154
3.1.2. Аэродинамическая труба 155
3.1.3. Описание модели крыла 156
3.1.4. Методика измерения компонент вектора скорости и давления 157
3.1.5. Технология проведения эксперимента 160
3.1.6. Результаты измерений 160
3.1.7. Анализ результатов 168
3.2, Методы теории размерностей и подобия в задаче о структуре вихря следа за летательным аппаратом 171
3.2.1. Структура вихря. 172
3.2.2. Турбулентное ядро. 173
3.2.3. Внешняя невязкая зона вихря. 180
3.3. Инженерная модель турбулентной диффузии вихря 181
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 185
ГЛАВА 4. Экспериментальные и теоретические исследования дифракции вихря на препятствии 186
4.1. Экспериментальное и теоретическое исследование взаимодействия вихря с моделью крыла в АДТ Т-124 ЦАГИ 186
4.1.1. Экспериментальное оборудование и методика эксперимента. 187
4.1.2. Численный метод. 192 4 Л .3. Обсуждение применимости модели замороженного поля. 195
4.2. Экспериментальное и теоретическое исследование взаимодействия вихря с моделью самолета в АДТ DNW (Голландия) 199
4.2.1. Введение 200
4.2.2. Описание численных методов. 202
4.2.2.1. Метод вихревой решетки (ЦАГИ, код VORTLAT) 202
4.2.2.2. Метод вихревой решетки (ВВИА им. Н.Е.Жуковского, код AIR WAKE) 203
4.2.2.3. Панельный метод (ЦАГИ, код VORTPAN) 203
4.2.2.4. Модифицированный метод полос (ЦАГИ, код VORTSEC) 205
4.2.2.5. Теория полос (ONERA Salon-de-Provence, код STRIP-O) 206
4.2.2.6. Панельный метод (NLR, код PDAERO) 215
4.2.3. Описание вычислительной процедуры 215
4.2.3.1. Случай невозмущенного потока 215
4.2.3.2. Случай возмущенного потока 2 \ 6
4.2.3.3. Силы имоменты 219
4.2.3.4. Давление 225
4.2.4. Обсуждение результатов 225
4.2.4.1. Силы и моменты 225
4.2.4.2. Давление в сечении крыла 227
4.2.5. Выводы 227
4.3. Численное исследование нестационарного взаимодействия вихря с движущимся профилем с помощью решения уравнений Эйлера 228
4.3.1. Введение 229
4.3.2. Постановка задачи. 230
4.3.3. Численный метод. 232
4.3.4. Результаты расчетов. 233
4.3.5. Обсуждение результатов. 240
4.4. Оценка качества гипотезы «замороженыости» вихря в задаче о
стационарном и нестационарном взаимодействии вихря и самолета 241
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 5. Математическая модель вихревого следа за самолетом в однородной и изотропной турбулентной атмосфере 243
5.1. Введение 243
5.2. Модель вихревого следа за самолетом 245
5.3. Модели турбулентности 247
5.3.1. Алгебраическая модель 247
5.3.2. Модифицированная k-є модель турбулентности 250
5.4.. Начальные условия 251
5.4.1. Поле скоростей в вихре следа . 251
5.4.2. Турбулентное поле атмосферы 252
5.4,3, Полные начальные условия 253
5.5. Численный метод 254
5.6. Тестирование метода 255
5.6.1. Эксперименты в аэродинамических трубах (АДТ) 255
5.6.2. Летный эксперимент (В757) 260
5.7. Потеря циркуляции в вихре следа 262
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 265
ГЛАВА 6. Математическая модель вихревого следа за самолетом в пограничном слое атмосферы . 267
6.1. Введение. 267
6.1.1. Модель приземного слоя атмосферы 268
6.1.2. Модель формирования двухвихревой (или многовихревой) системы следа за самолетом 269
6.1.3. Модель затухания вихря в турбулентной атмосфере 270
6.1.4. Модель динамики следа 271
6.2. Математическая модель приземного слоя атмосферы. 273
6.2.1. Классификация состояний приземного слоя атмосферы 274
6.2.2. Профили ветра и температуры 276
6.2.3. Турбулентная энергия и скорость диссипации турбулентной энергии. 280
6.3. Математическая модель эволюции вихревого следа за ЛА в
приземном слое атмосферы. 286
6.3.1. Начальные условия. Формирование двухвихревой системы.286
6.3.2. Методы расчета эволюции следа (методы CFD, метод дискретных вихрей, интерполяционные методы). «Отскок» вихря. 288
6.2.3.1. Методы вычислительной аэродинамики 289
6.2.3.2. Метод дискретных вихрей 289
6.2.3.3. Интерполяционные методы 292
6.3.3. Приложения математической модели следа 294
6.3.3.1. Ваза данных по вихревым следам. 294
6.3.3.2. Задача оценки безопасных расстояний между самолетами при заходе на посадку. 297
Выводы. 306
Литература
