Слишком большие температуры при расчете в сверхзвуке

[18mm118 0]

Здравствуйте, господа эксперты.

Я для расчета теплового состояния киля орбитального планера ищу входные данные по температуре используя CFX. Скорости выше 12 махов на высотах от 70 км. После расчета получил поле температур с мягко говоря огромными значениями. Полученные значения чисто логически соответствуют температуре газа в пристеночном слое потока (все таки плазма), НО ... я же эти данные переношу непосредственно на поверхность крыла как поле температур и таким образом игнорирую процесс конвективного теплообмена. Так вот, вопрос: я что то не так понимаю и делаю, или сам по себе модуль мне в такой задаче не помощник?

[piden 2 874]

2 hours ago, 18mm118 said:

После расчета получил поле температур с мягко говоря огромными значениями.

А можно немного подробностей про сам расчет? По общему виду модели предположу, что вы просто взяли модель идеального газа и продули крыло на 12 M. И в таком случае показанные температуры не выглядят нереальными (1, 2).

 

Плюс модель идеального газа можно использовать только для приблизительной оценки температур на гиперзвуке. Для более точной оценки придется использовать модели реальных газов и, возможно даже, подключать хим. реакции.

 

Обычно возвращаемые unexpendable аппараты имеют затупленную форму для создания отсоединенного скачка. Либо входят на таких углах атаки, чтобы создать этот отсоединенный скачок. Сам аппарат будет находится уже в спутном следе, где температуры меньше.

 

 



 

 

2 hours ago, 18mm118 said:

теплового состояния киля орбитального планера

2 hours ago, 18mm118 said:

я же эти данные переношу непосредственно на поверхность крыла

Так киль или крыло?)

 

[18mm118 0]

Спасибо за отклик! Хочу заранее предупредить, что я новичок в сфере расчетов в CFX. С основами вроде разобрался по туториалам, но вот есть моменты в которых я в тупик встаю и пока не понимаю что к чему. Ниже будет много вопросов, буду благодарен за внимание к моим трудностям))

8 часов назад, piden сказал:

Так киль или крыло?)

Киль - то же самое крыло, только симметричное и стоит вертикально, конструктив у них крайне схож (а по сути стандартен).

 

Если говорить о подробностях: 

Мне нужно посчитать тепловое и напряженно-деформированное состояние моей конструкции при заходе в атмосферу. Тепловое - на больших высотах, где по понятным причинам большие температуры, а НДС - на низких, где плотность уже дает о себе знать)) С давлением все просто, я экспортирую данные, леплю их на модель киля и вуаля - все в ажуре.

Но вот с температурой все сложнее. Я не совсем понимаю, что именно на выходе дает CFX: поле температур газа в пристеночном слое? ...

8 часов назад, piden сказал:

И в таком случае показанные температуры не выглядят нереальными

11 час назад, 18mm118 сказал:

Полученные значения чисто логически соответствуют температуре газа в пристеночном слое потока

*именно так, данные, хоть и с натяжкой, но соответствуют реальному обтеканию профиля на такой скорости*

... или поле температур уже переданное посредством конвекции на поверхность?

*тогда это уже нерабочие результаты*

И если это все таки первый вариант, есть ли возможность экспортировать файл Excel с полем температур (так я делал с давлением) и как то привязать его при задании конвективного нагрева? Так как прикладывать просто температуры в таком случае будет абсолютно некорректно ¯\_(ツ)_/¯.

 

Еще остается под вопросом функция, приведенная на следующем скрине,

стоит ли ее вообще использовать? Или подключить уже отдельно радиацию в тепловом анализе?

 

8 часов назад, piden сказал:

использовать модели реальных газов и, возможно даже, подключать хим. реакции

А вот тут мне стало страшно, хехех )) Насколько это сложно и имеет ли особый смысл?

 

8 часов назад, piden сказал:

Сам аппарат будет находится уже в спутном следе, где температуры меньше

Вот это вы мне очень к месту напомнили! По идее я могу смоделировать болванку самого орбитера и прилепить на него мой киль, чтобы он попал в область низких скоростей. Вот только боюсь моя сетка разрастется с 2,5М ячеек до всех 6-ти, и мое ведро помашет мне ручкой)) Хотя по идее я могу сделать уменьшенную копию и просто прикинуть во сколько раз меньше скорость потока в спутном следе ... или найти эту инфу и для начала просто прикинуть примерно (чисто поток мысли вслух :b)

 

Еще есть вопрос по поводу данного предупреждения на этом скрине,

вы с таким сталкивались когда нибудь? Что это значит (смешивание функций стенки низких и высоких скоростей)? 

 

До кучи кидаю файл самого расчета, может быть пригодится ...

https://fex.net/ru/s/lddsszy

 

[CadIntruder 0]

Во FloEFD есть опция "Гиперзвук". Просто галочку поставить нужно и температура за ударной волной вместо 6000K получится где-то 3000К.

В CFX необходимо правильно задать состав атмосферы, без спец. знаний не обойтись.