Особенности топологии ближнего следа аэровзвеси за телами простой формы

Особенности топологии ближнего следа аэровзвеси за телами простой формы

Чернова А.А. (ИжГТУ, Ижевск, Россия)

Аннотация

Исследуется процесс нестационарного дозвукового ламинарного обтекания тел простой формы двухфазным потоком аэровзвеси (объемная доля воды в аэровзвеси составляет 1%). Поставленная задача может быть описана системой уравнений Навье-Стокса с дополнением как уравнений концентрации и соответствующих фазам аэровзвеси уравнений состояния, так и слагаемых, обеспечивающих учет межфазного взаимодействия жидких частиц со спутным потоком воздуха и обтекаемым телом. Решение строится в рамках подхода Эйлера на основе библиотеки multiphaseEulerFoam пакета OpenFoam. Приводятся и анализируются поля распределения физических величин (давление, скорость, концентрация) в фиксированные моменты времени. В результате исследования выявлено и показано, что структура течения аэровзвеси вблизи обтекаемого тела (до и после), характеризуется формированием области торможения потока вблизи тела, областями локального изменения параметров потока по боковой границе обтекаемого тела и формированием области пониженного давления и вихреобразования за телом. Выявлены и показаны особенности формирования и развития (в том числе топологические особенности) течений в ближнем следе. Показано, что форма тела оказывает существенное влияние на физические параметры потока вблизи обтекаемого тела, оценены перепады давления в области торможения и в области разряжения течения за обтекаемым телом, а также длин области торможения и ближнего следа. Отмечено, что вихревой след за телом, преимущественно, заполнен воздушной фазой аэровзвеси. Показано, что наличие частиц воды приводит к расширению границ вихревых течений за телом, в том числе к некоторому увеличению амплитуд пульсаций вихревых структур. Оценка влияния силы тяжести на течение аэровзвеси вблизи обтекаемого тела и в ближнем следе показала необходимость ее учета.

Ключевые слова

численное моделирование; аэрогидродинамика; аэровзвесь; обтекание тел простой формы, ближний след.

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 38, вып. 3, часть 1, 2026, стр. 223-240.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-14

Для цитирования

Чернова А.А. Особенности топологии ближнего следа аэровзвеси за телами простой формы. Труды Института системного программирования РАН, том 38, вып. 3, часть 1, 2026, стр. 223-240. DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-14.

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома