Введение
Глава 1. Обзор литературы по теме диссертации 12
1.1. Методы высокого порядка точности в современной вычислительной аэродинамике 12
1.2. Обзор работ по прямому численному моделированию крупномасштабной турбулентности 16
1.3. Основные характеристики турбулентных струй и проблемы их численного моделирования 25
1.4. Примеры расчетов турбулентных струй 31
Глава 2. Математическая постановка задачи 46
2.1. Метод Галеркина с разрывными базисными функциями (РМГ) для решения уравнений движения газа 46
2.1.1 Система уравнений 46
2.1.2 Метод Галеркина с разрывными базисными функциями 49
2.1.3 Численное интегрирование и преобразование координат 53
2.1.4 Выполнение шага по времени 58
2.1.5 Аппроксимация конвективных потоков 58
2.1.6 Аппроксимация диффузионных потоков 59
2.1.7 Аппроксимация источниковых членов 63
2.1.8 Ограничение на шаг по времени для явного РМГ 65
2.2. Особенности реализации метода LES 65
2.3. Краевые условия и особенности их реализации в РМГ 67
2.3.1 Граничные условия “Mirror” и “Slip wall” 68
2.3.2 Граничные условия “Riemann”, “P0 T0”, “Constant pressure” и “Outer flow” 69
2.3.3 Граничное условие “No-slip wall ” 71
2.3.4 Граничное условие “Wall law” 72
Глава 3. Программная реализация метода Галеркина с разрывными базисными функциями и ее верификаци 77
3.1. Структура и особенности реализации программного кода 77
3.2. Параллельная версия и масштабируемость 79
3.3. Тестирование, верификация и валидация 84
3.3.1 Невязкое обтекание кругового цилиндра 85
3.3.2 Вязкое обтекание кругового цилиндра при числе Рейнольдса 10 93
3.3.3 Вихрь Тэйлора-Грина 96
3.3.4 Турбулентный пограничный слой на пластине 100
3.3.5 Периодические холмы 105
Глава 4. Расчеты турбулентных струй, типичных для гражданских самолетов 122
4.1. Расчет круглой дозвуковой затопленной струи 122
4.2. Расчет истечения струи из модельного сопла двухконтурного двигателя 128
4.3. Решение задачи об определении области влияния турбулентной струи двигателя на элементы планера ЛА 140
Заключение 150
Список использованных источников 152
