ИСТИНА

Представлен вычислительный метод расчёта изменения формы теплозащитного материала под действием немонотонных тепловых потоков, основанный на использовании метода определения уровня (Level Set Method). Проблема уноса особенно актуальна в процессах высокоскоростной газовой динамики. Высокая энтальпия набегающего потока приводит к повышенным тепловым потокам к поверхности летательных аппаратов, движущихся в атмосфере с гиперзвуковыми скоростями, и как следствие, порождает унос теплозащитного материала. Разрушение и унос материала приводит к изменению формы объекта и, тем самым, оказывает ощутимое влияние на основные характеристики процесса – аэродинамику аппарата, тепловые потоки к его поверхности и прогрев тепловой защиты. Особенностью подхода, изложенного в рамках нашей работы, является использование метода определения уровня (Set Level Method) для отслеживания изменения во времени формы тела. Основная идея метода определения уровня заключается в задании поверхности границы в неявном виде φ(x,t)=0 и отслеживании переноса уровня φ(x,t)=0 в поле скоростей, заданном во всём пространстве определённым образом: на самой границе скорость в точности равна скорости движения границы, а в её окрестности поле скоростей является достаточно гладким и близко к скорости движения границы. Форма тела, заданная неявным образом, мало зависит от структуры расчётной сетки и при моделировании движения позволяет устранить возможные трудности, связанные с адаптацией расчётной сетки под перемещение границы заранее неизвестной немонотонной формы. Для валидации вычислительного метода решались модельные задачи с помощью открытого пакета OpenFOAM. В расчётах использовались заданные модельные немонотонные скорости уноса.