Расчет спускаемого аппарата

[tuly666 2]

Доброго времени суток, уважаемые господа форумчане!

Был ли у кого-то из Вас опыт расчета АДХ спускаемого аппарата?

К сожалению, на форуме нашел только пример с плоской пластиной (V=10000 м/с), а также тему "плохой сверхзвук")

Суть задачи состоит в расчете АДХ спускаемого аппарата ( цилиндра, в первом приближении, с отношением L/D ~1.2) в зависимости от угла атаки (0-5°) и высоты полета.

НУ:

Скорость набегающего потока V = 8000 м/с, Начальная высота... Ну, предположим, влияние атмосферы начинается с 80 км.

Проблема состоит в том, что на подобной высоте число Маха будет зашкаливать (по таблице стандартной атмосферы из ГОСТа давление Р ~ 1.05 [Па] , плотность ~1.8*10^-5 [кг\м^3]), а необходимо оценить, до какой скорости тело затормозится в процессе полета с учетом того, что высота будет изменяться с 80 км до, хотя бы, 10 км.

Не могли бы Вы пожалуйста поделиться актуальными ссылками на статьи с моделированием гиперзвуковых течений?

[Bonusfrag 104]

просто продуть тело на сверхзвуке и гиперзвуке - никаких проблем. в любом пакете, включая российский FlowVision.

 

а вот спустить тело с известными массовыми характеристиками, зная только начальную скорость и начальный угол - это проблема.

 

что можно сделать: тело с переменным углом атаки (зависимость от времени ваша) продуть в переменном потоке (зависимость скорости и плотности от времени ваша).

Получаете на выходе зависимость силы, действующей на тело, от времени, сравниваете с гравитационой  силой.

[tuly666 2]

благодарю за совет)
подскажите пожалуйста, а верификационные задачки есть какие-либо для оценки адекватности выбранных параметров модели турбулентности?
хочется оценивать не только совпадение по давлению полного торможения)

Отправлено с моего Redmi Note 3 через Tapatalk

[a_schelyaev 366]

Считать траекторную задачу в CFD является очень накладной работой. Оптимальным является предварительный расчет ЛА на разных режимах (Махи, высоты, углы) и построение по ним кривых зависимостей для Cy, Cx, m_z. А потом отдельно считать траекторию в Маткаде, каком-нибудь, куда и подставлять коэффициенты.

Методу ребята из балтийского Военмеха апробировали с помощью CFX для ЛА, спускающегося в атмосфере, ну и мы с помощью FlowVision для прыгунов на лыжах с трамплина.

7 минут назад, tuly666 сказал:

благодарю за совет)
подскажите пожалуйста, а верификационные задачки есть какие-либо для оценки адекватности выбранных параметров модели турбулентности?
хочется оценивать не только совпадение по давлению полного торможения)

Отправлено с моего Redmi Note 3 через Tapatalk
 

По хорошему вам нужно прогнать расчет с двумя моделями турбулентности и оценить погрешность.

[piden 2 874]

2 hours ago, Bonusfrag said:

 

просто продуть тело на сверхзвуке и гиперзвуке - никаких проблем. в любом пакете

 

Я бы не сказал, что прям "никаких проблем".

С гиперзвуком не сталкивался, только со СЗ (< 3.0 М). Приходится соблюдать ряд ритуалов вроде физичных НУ, малых шагов по времени, больше думать о форме расчетного домена. Все то, на чем при дозвуковых расчетах обычно не спотыкаешься. Думаю, на ГЗ все эти проблемы усугубляются.

Судя по теме 

я в чем-то прав)

[Bonusfrag 104]

@piden

А зачем при М>10 модель турбулентности? Мой опыт говорит о том, что при М>5 можно выключать. 

Исключение - ЛА с воздухозаборником и исследованием внутреннего течения. Но фактически это другая задача.

 

ритуалы никто не отменяет, да. Но это стандартная процедура, методика расчета.

С этим тут на форуме помогут без проблем.

[piden 2 874]

3 minutes ago, Bonusfrag said:

А зачем при М>10 модель турбулентности?

Я где-то упоминал турбулентность?

[Bonusfrag 104]

@piden в цитате от 2008 года скорее всего из-за неё нет сходимости.

[metalist93 30]

Бог в помощь

 

 

Изменено 21 февраля 2017 пользователем metalist93

[a_schelyaev 366]

5 часов назад, piden сказал:

Приходится соблюдать ряд ритуалов вроде физичных НУ, малых шагов по времени, больше думать о форме расчетного домена.

я в чем-то прав)

А в Курантах это как выражается?

[piden 2 874]

Считаю в CFX. Сейчас средний курант 5, максимальный по расчетному домену = ~26.

[a_schelyaev 366]

Это какой Мах?

[Бармалей 2]

7 часов назад, piden сказал:

Я бы не сказал, что прям "никаких проблем".

С гиперзвуком не сталкивался, только со СЗ (< 3.0 М). Приходится соблюдать ряд ритуалов вроде физичных НУ, малых шагов по времени, больше думать о форме расчетного домена. Все то, на чем при дозвуковых расчетах обычно не спотыкаешься. Думаю, на ГЗ все эти проблемы усугубляются.

Судя по теме 

я в чем-то прав)

Там проблемы могут быть гораздо серьезнее. У меня когда-то была статья, лет восемь назад, из одного солидного советского журнала.

Очень жаль что сейчас ее нет, винт сдох и восстановить ее не получилось. 

Кратко говоря содержание статьи следующее. Наши заокеанские коллеги при проектировании своих Шаттлов пришили к выводу что при M>10 в уравнении Навье-Стокса  диагональные компоненты шарового тензора напряжений нуждаются в корректировки. Цитата примерно так и была написана. Т.е. при М>10 "классическая" запись уравнений Навье-Стокса уже не вполне приемлема.

[piden 2 874]

58 minutes ago, a_schelyaev said:

Это какой Мах?

 

M=2.0. Давай я доделаю задачу и вообще весь кейс опишу. С видосами и пояснениями)

2 minutes ago, Бармалей said:

Т.е. при М>10 "классическая" запись уравнений Навье-Стокса уже не вполне приемлема.

Разве что из-за релятивистских эффектов))

 

В доке от @metalist93 описывают, что на тех высотах в разряженной атмосфере уже допущение о неразрывности среды не правомерно. Следовательно и уравнения НС нельзя применять. Я к тому, что следует отличать причину и следствие)

В топике про гиперзвук пишут, что даже при нормальных плотностях для ГЗ надо использовать модели реального газа, считать химические реакции и пр.

Может, зайдет @HFL и расскажет больше про hypersonic flows)

 

Изменено 21 февраля 2017 пользователем piden

[metalist93 30]

12 часа назад, piden сказал:

 

M=2.0. Давай я доделаю задачу и вообще весь кейс опишу. С видосами и пояснениями)

Было бы не плохо 

[a_schelyaev 366]

16 часов назад, piden сказал:

 

M=2.0. Давай я доделаю задачу и вообще весь кейс опишу. С видосами и пояснениями)

Разве что из-за релятивистских эффектов))

 

В доке от @metalist93 описывают, что на тех высотах в разряженной атмосфере уже допущение о неразрывности среды не правомерно. Следовательно и уравнения НС нельзя применять. Я к тому, что следует отличать причину и следствие)

В топике про гиперзвук пишут, что даже при нормальных плотностях для ГЗ надо использовать модели реального газа, считать химические реакции и пр.

Может, зайдет @HFL и расскажет больше про hypersonic flows)

 

И укажите как Ср задавали - конст или таблицей/формулой

[piden 2 874]

7 minutes ago, a_schelyaev said:

И укажите как Ср задавали - конст или таблицей/формулой

Пока константа

[metalist93 30]

 

 

 

https://www.youtube.com/watch?v=vYA0f6R5KAI

Изменено 23 февраля 2017 пользователем metalist93

[metalist93 30]

кому то пригодится 

10 типовых ошибок_ANSYS CFX.pdf