Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Применение граничных условий «активный диск» в расчетном исследовании аэродинамической интерференции двигателя и планера пассажирского самолета

Опубликовано: 07.02.2020

Авторы: Воронич И.В., Нгуен В.Х.

Опубликовано в выпуске: #2(98)/2020

DOI: 10.18698/2308-6033-2020-2-1956

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов

Расчетные методы получения аэродинамических характеристик самолета являются источником, дополняющим данные аэродинамического эксперимента, особенно при совершенствовании местной аэродинамики, а также при определении вклада силовой установки. Задачи интеграции силовой установки требуют такой детализации расчетной модели, которая пока невыполнима в рамках цикла проектирования. Модели на основе граничного условия «активный диск» могут быть усовершенствованы для ситуаций слабой и умеренной аэродинамической интерференции за счет учета профилей переменных в воздухозаборнике, сформированных при работе вентилятора в мотогондоле. В настоящей работе рассмотрено применение вариантов граничного условия «активный диск» в расчетном исследовании вклада работающей силовой установки в аэродинамические характеристики компоновки. Показано, что подход надежен при решении задач слабой и умеренной аэродинамической интерференции. Работа двигателя оказывает слабое влияние на суммарные аэродинамические характеристики компоновки на малых углах атаки, но вызванные этим фактором вклады компонент заметны и имеют разный знак, что указывает на необходимость анализа такого взаимодействия.


Литература
[1] Peeters P.M., Middel J., Hoolhorst A. Fuel efficiency of commercial aircraft. An overview of historical and future trends. Amsterdam, Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium NLR (National Aerospace Laboratory), 2005, 37 p.
[2] Blumenthal B.T., Elmiligui A.A., Geiselhart K.A., Campbell R.L., Maughmer M.D., Schmitz S. Computational Investigation of a Boundary-Layer-Ingestion Propulsion System. Journal of Aircraft, 2018, vol. 55, no. 3, pp. 1141–1153.
[3] Schoenweitz D., Theune M., Schnell R. Inlet distortion sensitivity of fans with different pressure ratios. ISABE, 2015, paper 2015_20095, pp. 1–11.
[4] Thollet W. Body-Force modeling of fan-airframe interactions. Ph.D. Thesis. ISAE, Supaéro, 2017, 155 p.
[5] Босняков С.М., Акинфиев В.О., Власенко В.В., Глазков С.А., Горбушин А.Р., Кажан Е.В., Михайлов С.В. Использование методов вычислительной аэродинамики в экспериментальных работах ЦАГИ. Математическое моделирование, 2011, № 23 (11), c. 65–98.
[6] Pandya S., Murman S., Aftosmis M. J. Validation of Inlet and Exhaust Boundary Conditions for a Cartesian Method. AIAA, 2004, AIAA, рaper 2004–4837, pp. 1–16.
[7] Воронич И.В., Нгуен В.Х. Расчетное исследование характеристик потока в воздухозаборнике модельного осевого компрессора с учетом различных вариантов граничного условия «активный диск». Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2019, № 5 (710), с. 36–48.
[8] Нгуен В.Х. Применение граничного условия «активный диск» к расчету неоднородного потока в воздухозаборнике современных турбореактивных двухконтурных двигателей. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 8. DOI: 10.18698/2308-6033-2019-8-1909
[9] Laflin K.R., Klausmeyer S.M., Zickuhr T., Vassberg J.C., Wahls R.A., Morrison J.H., Brodersen O.P., Rakowitz M.E., Tinoco E.N., Godard J.-L. Data summary from second AIAA computational fluid dynamics drag prediction workshop. Journal of Aircraft, 2005, vol. 42, no. 5, pp. 1165–1178.
[10] Gatlin G., Rivers M., Goodliff S., Rudnik R., Sitzmann M. Experimental Investigation of the DLR-F6 Transport Configuration in the National Transonic Facility (Invited). AIAA, 2008, AIAA, рaper 2008-6917, pp. 1–22.
[11] Vassberg J., DeHaan M., Sclafani T. Grid Generation Requirements for Accurate Drag Predictions Based on OVERFLOW Calculations. 16th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference, Orlando, Florida, AIAA, 2003, pp. 1–27.
[12] Malouin B., Gariépy M., Trépanier J.-Y., Laurendeau É. Installation and interference drag decomposition via RANS far-field methods. Aerosp. Sci. Technol., 2016, vol. 54, pp. 132–142.
[13] Sahili A., Zogheib B., Barron R. M. 3-D Modeling of Axial Fans. Applied Mathematics, 2013, vol. 4, pp. 632–651.
[14] Yin J., Pilidis P. Influence of Inlet Profile on High-BPR Turbofan Performance Using a Radial Profile Map. ICAS2002 CONGRESS, Toronto, Canada, 2002, pp. 1–7.
[15] Zhao Y., Wang G., Huang B. A curvature correction turbulent model for computations of cloud cavitating flows. Engineering Computations, 2016, vol. 33, pp. 202–216.
[16] Airbus A330. Aircraft Museum. URL: http://www.aerospaceweb.org/aircraft/jetliner/a330 (дата обращения 17.12.2019)
[17] Liu C., Wang Y., Yang Y., Duan Z. New omega vortex identification method. Sci. China-Phys. Mech. Astron., 2016, vol. 59, no. 8, p. 9.