Козелков А.С., Галанов Н.Г. «Учет шероховатости поверхности при моделировании процессов обледенения» Экологические системы и приборы, № 10, с. 58-69 (2024)

В статье представлена физико-математическая модель, которая используется при численном моделировании процесса формирования льда на поверхности летательных аппаратов в стандартных атмосферных условиях с учетом шероховатости поверхности, возникающей в процессе обледенения. Образующаяся шероховатость описывается моделью так называемой «песочной» шероховатости и её модификациями. Учет шероховатости поверхности проводится за счет внедрения величины шероховатости в модель турбулентности и в логарифмический закон функции стенки. В статье представлены две коррекции модели шероховатости, позволяющие автоматически рассчитывать высоту шероховатости в зависимости от параметров набегающего потока и капель сплошной среды. В качестве примера работоспособности реализованных уравнений представляются результаты численного моделирования задач аэродинамики и обледенения профиля крыла NACA0012 с учетом и без учета шероховатости. Показано, что при учете шероховатости водяная плёнка меньше растекается по поверхности и рогообразные наросты образуются в местах аналогичных, полученных при натурных испытаниях. В целом, учет шероховатости при численном моделировании, позволяет получать формы ледяных наростов, лучше согласующиеся с экспериментальными данными, по сравнению с результатами расчетов, которые были получены без учета шероховатости. Ключевые слова: аэродинамика, численное моделирование, уравнения Навье-Стокса, метод TVD, обледенение, модель песочной шероховатости. DOI: 10.25791/esip.10.2024.1480

Костыря А.В. «Численное моделирование затопленной газожидкостной струи различной дисперсности» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 3, с. 5-12 (2024)

Рассмотрено движение многофазного потока в выпарной емкости аппарата погружного горения при различно дисперсности газожидкостной струи. Исследование проводилось на примере контейнера с затопленной струей и свободной поверхностью, который является модельным представлением выпарной емкости. Проведена серия численных экспериментов с различными диаметрами пузырьков газа методом конечных объёмов. Диаметр пузырьков газа выбирался таким образом, чтобы исключить их дробление. При этом были задействованы вихревая модель турбулентности и модель сопротивления Грейс, учитывающая деформацию пузырьков. В результате численных экспериментов получены данные о зависимости гидродинамического поведения в выпарной емкости от морфологии затопленной струи. Обнаружено наличие неподвижной зоны на кончике газожидкостной струи при ее ударе о выпариваемую среду. Сделан вывод о необходимости учёта морфологии потока для описания структуры течения и, как следствие, определения дальнобойности струи.