Козубская Т.К. «Тематический выпуск "Вычислительный эксперимент в аэроакустике"» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 3-6 (2019)

В представленных работах рассматриваются как обеспечивающие эксперимент математические модели, численные методы и программные комплексы, так и полученные с его помощью результаты решения широкого круга прикладных задач, связанных с моделированием нестационарных турбулентных течений и генерируемых ими акустических полей.

Бахнэ С., Босняков С.М., Михайлов С.В., Трошин А.И. «Сравнение методов аппроксимации градиентов в схемах, ориентированных на вихреразрешающие расчеты» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 7-21 (2019)

Рассмотрены различные способы аппроксимации градиентов повышенной точности, входящих в диффузионные потоки. Исследовались линейные комбинации разностных схем второго порядка для неравномерной сетки, переходящие в схемы четвёртого порядка в равномерном случае. Также рассматривались схемы третьего и четвёртого порядка аппроксимации градиентов на неравномерной сетке в нормальном и касательном направлении к грани ячейки соответственно, построенные на основе полиномов Лагранжа. Первоначальное тестирование схем было проведено на одномерных функциях: гладкой функции Гаусса и кусочно-линейной функции-зубце. Далее схемы были применены в прямом численном моделировании вихря Тейлора–Грина.

Босняков И.С. «Сравнение точности схем Галеркина с разрывными функциями на примере задач с волной и с вихрем» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 22-34 (2019)

Рассматриваются схемы Галеркина с разрывными функциями, построенные на базисах с полиномами Лежандра степени K=0,...,5. Схемы, записанные для уравнения переноса, исследуются на амплитудную и дисперсионную ошибку. Определяется предельное соотношение шага расчётной сетки и волнового числа, при котором в задаче с гармоническим колебанием обеспечивается заданная точность решения. Проводятся расчёты акустической волны программой для полных уравнений Эйлера. Несмотря на отличие постановки, показана пригодность аналитических оценок для практического случая. Другая задача рассматривает плоское невязкое вихревое течение. Практическая оценка потребной густоты сетки для неё даётся на основе решения модельной задачи в вязкой постановке. Во всех рассмотренных задачах указывается связь шага сетки и порядка численной схемы. Результаты данной работы могут быть использованы при построении расчётных сеток для задач, рассчитываемых с помощью схем Галёркина.

Аюпов Р.Ш., Бендерский Л.А., Любимов Д.А. «Исследование RANS/ILES-методом влияния неоднородности температуры набегающего потока на пульсации давления в канале воздухозаборника» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 35-48 (2019)

Статья посвящена применению RANS/ILES-метода высокого разрешения для изучения влияния неоднородности поля температуры набегающего потока на дроссельные характеристики сверхзвукового воздухозаборника смешенного сжатия, интенсивность и спектральные характеристики пульсаций давления в канале воздухозаборника. Исследовано пять вариантов параметров набегающего потока, три из которых имели неоднородное поле температуры. Получены распределения уровня звукового давления в канале воздухозаборника и спектры пульсаций в точках на стенках.

Александров А.В., Дородницын Л.В., Дубень А.П. «Генерация трехмерных однородных изотропных турбулентных полей скорости на основе рандомизированного спектрального метода» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 49-62 (2019)

Исследуется стохастический метод генерации искусственных трехмерных, бездивергентных, однородных и изотропных полей скорости, основанный на рандомизированном спектральном методе. Анализируются статистические и спектральные свойства турбулентных полей, построенных с помощью данного генератора. Валидационный LES расчет, использующий полученные турбулентные поля в качестве начальных условий, демонстрирует хорошее совпадение результатов с экспериментальными данными.

Чепрасов С.А. «Моделирование турбулентного горения смеси метана и воздуха на основе метода крупных вихрей» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 63-71 (2019)

Описана методология моделирования турбулентного горения. Методика основана на вихреразрешающем подходе моделирования турбулентности совместно с одностадийной реакцией окисления метана. Представлены результаты расчётов характеристик горения для лабораторной установки. Проведён анализ влияния констант модели скорости химических реакций на результаты вычислений. Показано, что используемая методика позволяет вычислять статистические характеристики пульсаций температуры в камере сгорания с удовлетворительной точностью.

Любимов Д.А. «Анализ RANS/ILES методом влияния переменной теплоемкости на характеристики пульсаций давления в высокоскоростном воздухозаборнике» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 72-86 (2019)

С помощью RANS/ILES метода проанализировано влияние переменной теплоемкости на особенности течения и спектры пульсаций давления для различных режимов работы модельного высокоскоростного воздухозаборника. Зависимость теплоемкости от температуры описывается полиномом четвертой степени. Дано краткое описание метода расчета и технологии вычисления теплоемкости с высоким порядком на гранях расчетных ячеек, согласованной со способом расчета параметров течения. Расчеты выполнены при температуре набегающего потока, соответствующей реальным условиям полета.

Ворошнин Д.В., Маракуева О.В., Муравейко А.С. «Моделирование нестационарных явлений в осевом компрессоре» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 87-97 (2019)

Проводится численное исследование течения в осевом четырёхступенчатом компрессоре в ПК FINE/Turbo с применением различных подходов по моделированию ротор-статор взаимодействия: в стационарной постановке с использованием граничного условия Mixing Plane, в полной нестационарной постановке и с применением нелинейного гармонического метода NLH. Сравнение подходов выполняется по осредненным во времени и нестационарным интегральным параметрам компрессора, а также по пульсациям локальных параметров.

Абалакин И.В., Вершков В.А., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Численное моделирование акустических полей, индуцированных колебанием тел в потоке» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 98-116 (2019)

Представлены две вычислительные методики, не требующие изменения топологии сетки, для моделирования течения около колеблющихся тел. Первая методика использует метод погруженных границ, вторая – метод деформируемых сеток. Возможности этих двух подходов демонстрируются на примере решения модельных задач в двумерной постановке по расчету акустических полей, генерируемых в дозвуковом потоке осциллирующим цилиндром – как одиночным, так и в присутствии неподвижного тела цилиндрической формы.

Широков И.А., Елизарова Т.Г. «Вычислительный эксперимент в задаче сверхзвукового обтекания затупленного тела с хвостовым расширением» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 117-129 (2019)

Представлены результаты прямого численного моделирования сверхзвукового обтекания цилиндрической модели с хвостовым расширением. Показано сравнение полученных данных с результатами лабораторного эксперимента для чисел Маха 3 и 4 и углов атаки в 10 и 20 градусов. Результаты получены с применением квазигазодинамических уравнений.

Босняков С.М., Волков А.В., Дубень А.П., Запрягаев В.И., Козубская Т.К., Михайлов С.В., Трошин А.И., Цветкова В.О. «Сравнение двух вихреразрешающих методик повышенной точности на неструктурированных сетках применительно к моделированию струйного течения из двухконтурного сопла» Математическое моделирование, 31, № 10, с. 130-144 (2019)

Представлены результаты расчетов истекающей из двухконтурного сопла струи, полученные с помощью различных вычислительных алгоритмов, разрабатываемых в ЦАГИ и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Применены вихреразрешающие подходы семейства DES на базе численных методов повышенной точности. Рассматриваемое течение исследовалось экспериментально в ИТПМ СО РАН. Струя была осесимметричной с точностью до влияния поддерживающих пилонов, холодной, дозвуковой на выходе из внутреннего контура и сверхзвуковой – из внешнего. Проведено сопоставление расчетных данных с экспериментом и между собой.