Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Бедарев И.А.   Федоров А.В.  

Численное моделирование обтекания системы тел за проходящей ударной волной

Докладчик: Бедарев И.А.

     Для построения математических моделей механики гетерогенных сред важно знать локальные характеристики взаимодействия газовой фазы и частиц, составляющих твердую фазу. При прохождении ударной волны через облако частиц такие локальные характеристики, как сопротивление частицы, ее теплообмен с окружающей средой будут зависеть от того, является ли скорость обтекания до- или сверхзвуковой. Режим обтекания частиц будет зависеть от того, сформировался ли коллективный скачок перед облаком частиц или частицы обтекаются индивидуально.
      Целью работы было изучение взаимодействия проходящей ударной волны с системой неподвижных тел, а также исследование различных режимов обтекания этой системы сверхзвуковым потоком за проходящей ударной волной. Моделирование выполнено в расчетном пакете ANSYS Fluent. Решено несколько смежных задач:

1. сверхзвуковое обтекание системы из поперечно расположенных цилиндров в двумерной постановке при различных числах Маха и различных расстояниях между цилиндрами;

2. расчет прохождения ударной волны сквозь "решетку" поперечно расположенных цилиндров в двумерной постановке при различных числах Маха и различных расстояниях между цилиндрами;

3. сверхзвуковое обтекание системы из сфер в трехмерной постановке при различных числах Маха и различных расстояниях между сферами.

     В результате расчетов показано, что при увеличении расстояния между телами происходит переход от коллективного обтекания частиц к индивидуальному, в начале с маховским, а затем с регулярным взаимодействием между ударными волнами. Получена волновая картина взаимодействия проходящей ударной волны с поперечно расположенными цилиндрами в различные моменты времени. Обнаружено, что в случае близкого расположения тел, режим обтекания тел последовательно переходит от регулярного к маховскому, а затем коллективному взаимодействию ударных волн. Построена карта режимов обтекания системы поперченных цилиндров и системы сфер в зависимости от числа Маха и расстояния между телами. Проведено сравнение с экспериментальными данными.