С ы з д ы к о в
ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ СОПРЯЖЕННОЙ
ЗАДАЧИ АЭРОГАЗОДИНАМИКИ
И ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА
В КОНСТРУКЦИЯХ ГИПЕРЗВУКОВЫХ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Предложен численный метод решения сопряженной задачи
аэрогазодинамики и внутреннего теплообмена в конструкциях
перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов. <...> Метод
основан на итерационном решении трех типов самостоятельных
задач: задачи газодинамики для идеального газа, задачи динамики вязкого газа в рамках полных динамических уравнений Навье –
Стокса для 3-мерного пограничного слоя и уравнения теплопроводности для оболочки летательного аппарата. <...> Представлены результаты моделирования обтекания гиперзвукового летательного аппарата
и проведено сравнение результатов по температуре для случая
адиабатической стенки и с учетом теплообмена между газом
и стенкой, показавшее важность его учета при проектировании
теплозащиты аппарата. <...> Наличие автоматизированных программных комплексов для расчета аэродинамики конструкций гиперзвуковых летательных аппаратов (ЛА) с учетом теплообмена в широком диапазоне изменения
геометрии аппарата и режимов полета дает возможность проводить
широкомасштабное математическое моделирование реальных прототипов изделий. <...> В настоящее время существует значительное число коммерческих программных комплексов (ANSYS CFX, FLUENT,
STAR CD, FlowVision и др.), предназначенных для моделирования
аэродинамики и теплообмена ЛА, однако каждый из них реализует
один или несколько численных методов решения уравнений газодинамики и тот или иной алгоритм расчета теплообмена в окрестности
поверхности ЛА. <...> В связи с этим в настоящее время продолжают интенсивно разрабатываться новые вычислительные технологии в области сверх- и гиперзвуковой аэродинамики. <...> Чаще всего [1–4] при численных расчетах аэродинамики ЛА температуру на поверхности тела находят либо из условия «холодной
84
ISSN 1812-3368. <...> 2012
стенки», когда температура или тепловой <...>