Дубень А.П., Сапожников В.А. «Вычислительные аспекты рационального моделирования аэродинамики и аэроакустики дозвуковой турбулентной струи» Математическое моделирование, 38, № 5, с. 37-55 (2026)

Вихреразрешающее моделирование (ВРМ) аэродинамики и аэроакустики турбулентных струй чаще всего происходит в рамках рационального подхода, то есть без воспроизведения турбулентных пульсаций внутри сопла. При этом используются два подхода: «с соплом», который предполагает учет области внутри сопла в ВРМ расчёте; двухстадийный, когда ВРМ проводится без сопла, а на срезе сопла задаются профили, полученные на первом этапе стационарного RANS моделирования. Проведено прямое сравнение двух подходов на примере расчётов дозвуковой турбулентной круглой струи, для которой имеются надежные эталонные данные. Исследование показало, что при меньших вычислительных затратах двухстадийный подход обеспечивает точность, сравнимую с методом «с соплом», в первую очередь благодаря использованию явной схемы по времени. Для моделирования без учета сопла важно использовать адекватные неотражающие граничные условия и подходы, обеспечивающие быстрый RANS-to-LES переход в слоях смешения. При исследовании обнаружена проблема выбора параметров численной схемы, обеспечивающих её диссипативные свойства. Также была выявлена проблема недооценки шума в дальнем поле в диапазоне чисел Струхаля от 1 до 6.5. Ключевые слова: турбулентная струя, вихреразрешающее моделирование, рациональное моделирование, двухстадийный подход, DDES, GAM свойства.