ИСТИНА

Рассмотрена плоская сопряжённая задача о поперечных колебаниях в потоке вязкой несжимаемой среды симметричного гидроаэродинамического профиля, имеющего форму эллипса, закреплённого под заданным начальным углом атаки на конце линейно упругой пружины. Для численного решения использована бессеточная вычислительная технология безытерационного совместного решения уравнений динамики и гидродинамики на основе численного метода вязких вихревых доменов. Представлены результаты методических исследований сходимость результатов расчетов при увеличении степени дискретизации. Исследовано влияние безразмерных параметров (жёсткость пружины, относительная плотность тела, угол атаки профиля) на мгновенные и осреднённые значения безразмерных аэродинамических нагрузок на колеблющийся профиль. Идентифицировано влияние на аэродинамические нагрузки периодически сходящих с поверхности эллиптического цилиндра вблизи его задней кромки крупных вихрей (которые вызывают длинноволновые колебания нестационарных аэродинамических нагрузок) и аналогичных, но относительно мелких вихрей, формирующихся в результате блуждающего вязкого отрыва на подветренной поверхности эллиптического профиля (которые порождают соответствующую высокочастотную составляющую колебаний аэродинамических характеристик). Показано, что одновременное существование двух «вихревых» частот в случае относительно небольшой безразмерной плотности тела приводит к его ответным поступательным колебаниям в поперечном к потоку направлении с двумя основными периодами. Результаты получены для числа Рейнольдса Re=1200 по длине хорды профиля. Продемонстрирована способность применяемой безытерационной вычислительной технологии описывать предельный вырожденный случай нулевой инерционности тела. Построено решение плоской сопряжённой задачи о самопроизвольных движениях в набегающем потоке вязкой несжимаемой жидкости эллиптического цилиндра с удлинением 8, имеющего нулевую плотность и две степени свободы – вращательную и поступательную поперек набегающего потока. Оказалось, что с течением времени возникают квазипериодические сложные колебания «сверхлегкого» профиля, сопровождающиеся резкими остановками и поворотами. Построенные в настоящей работе численные решения сопряжённых задач используются для обоснования, тестирования и определения границ применимости различных приближённых феноменологических моделей определения нестационарных аэродинамических нагрузок на тела, движущиеся с переменной скоростью в сопротивляющейся сплошной среде. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке ФЦП Министерства образования и науки РФ (соглашение 14.576.21.0079, проект RFMEFI57614X0079).