Особенности использования FlowVision в условиях КБ

Нетрадиционные формы. Отсутствие аналогов Высокая степень ответственности за результат (энергетические характеристики РКН, дальность полета КА, рулевые приводы, устойчивость, управляемость, прочность) Обязательное тестирование программных комплексов с использованием экспериментальных данных по аналогам или предварительных экспериментальных данных для исследуемой конфигурации

Большой потребный объем информации (число расчетных случаев ~ 1000 и более) Cx, Cy, Cz, mx, my, mz; dCi/dL, Cp; Mш M = 0 – 20; п = ° (180 °) ; п = °; Re L = 10 5 – 10 7 Повышенные требования к погрешностям определения характеристик Сжатые сроки выполнения работ Кадры (это прежде всего специалисты в области промышленной аэродинамики)

Организация течения воздуха внутри космической головной части для термостатирования космических аппаратов при наземной и предстартовой подготовке

Исходные данные Компоновка КГЧ Расходы воздуха и условия на выходе из воздуховодов: G 1 = 7000 м 3 /час G 2 = 7000 м 3 /час (5000) (5000) V 1 = 60 м/c V 2 = 60 м/c (40) (40)

Требования и ограничения V max < 3,0 м/с у поверхности КА Минимальный расход воздуха из РБ в ГО Минимальные размеры устройств для подачи воздуха Максимальный уровень шума под ГО в зоне КА, L < 120 дБ Равномерное обтекание КА

Схема решения задачи Тестовые расчеты поля течения в струе на выходе из диффузоров Выбор формы и конструкции устройств для подачи воздуха – диффузоров Выбор схемы подачи воздуха в отсеки – закрутка Расчет течения

Расчет дозвуковой осесимметричной струи Характеристики струи: равномерное распределение скорости на выходе Vo = 60 м/с; радиус выходного сечения Ro = 100 мм; температура струи To = 25 C. Характеристики окружающего газа: Po = Па; Тo = 0 поля скоростей Результаты расчета

Диффузор – закрутка Геометрические обводы Расчет течения в диффузоре ( скорость на входе в диффузор V=60 м/c ) Распределение модуля скорости на выходе из диффузора

Диффузор – раструб поле скоростей в продольном сечении поле скоростей на выходе из диффузора

Расчет течения в КГЧ с диффузорами фонарь-Р - поле скоростей в продольном сечении КГЧ - поле скоростей вблизи КА и РБ

Выводы Выбраны оптимальные, по размерам и параметрам термостатирующего воздуха на выходе, устройства (диффузоры) Предложена схема подачи воздуха в космическую головную часть с использованием диффузоров, обеспечивающая выполнение требований и ограничений, предъявляемых к системе термостатирования Впервые предложен системный подход к решению задачи с использованием численных методов решения

Исследование аэродинамических характеристик возвращаемого аппарата типа «несущий корпус» (М = 0,92)

М = 0,92; щ = 10; п = 10° сравнение с экспериментом распределение коэффициента давления

Анализ причин отличий расчетных и экспериментальных данных Размер расчетной области и сетка Число итераций Число Рейнольдса (Re L мо д = 2, ; Re L нат = 1, ) Число Маха и угол атаки (интерполяция экспериментальных данных) Погрешности определения экспериментальных данных (М, q, тензовесы, и т.д.) Влияние подвесных устройств моделей в аэродинамических трубах (державки)

М = 0,92; щ = 0; п = 10° вектора скоростей в продольном сечении

Поля давлений и вектора скоростей в донной области М = 0,92; щ = 0; п = 10° без державкис державкой

Сравнение аэродинамических характеристик модели с донной державкой и без нее Модель с державкой Модель без державки Ошибка % Cx0,4680,56420,5 Cy0,7190,7301,50 mz0,0290,02421,0

Выводы Донные державки, отвечающие требованиям методик проектирования подвесных устройств для аэродинамических труб (d/D < 0,3), оказывают существенное влияние на аэродинамические характеристики аппарата Результаты экспериментальных исследований, получаемые на моделях в аэродинамических трубах, требуют обязательного пересчета на условия реального полета с использованием численных методов и методических экспериментальных исследований При проектировании аэродинамических моделей для испытаний на трансзвуковых скоростях необходимо соблюдение подобия геометрии донной части модели и аппарата с учетом выступающих элементов конструкции

Требования к программным комплексам, предъявляемые в КБ

Подробная инструкция пользователя программы рекомендации по выбору размеров расчетной области, построению сетки, числу итераций примеры решения типовых задач область применимости наиболее часто встречающиеся ошибки в решении задач (негативные моменты) возможности в отображении информации (пересчет из одной системы координат в другую, поля параметров, распределенные и суммарные аэродинамические характеристики и т.д.)

Приемлемые времена счета на общедоступной вычислительной технике Возможности диалога между пользователем и разработчиком Тестирование программы во всем заявленном диапазоне применимости (с привлечением пользователей – альбом результатов тестирования) Отсутствие высоких требований к специальной подготовке пользователей программы