|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Численное исследование взаимодействия ударной волны с подвижными вращающимися телами сложной формыстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАКСтатья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
- Авторы: Сосин А.В., Сидоренко Д.А., Уткин П.С.
- Журнал: Компьютерные исследования и моделирование
- Том: 13
- Номер: 3
- Год издания: 2021
- Издательство: Автономная некоммерческая организация Ижевский институт компьютерных исследований
- Местоположение издательства: Ижевск
- Первая страница: 513
- Последняя страница: 540
- DOI: 10.20537/2076-7633-2021-13-3-513-540
- Аннотация: Статья посвящена разработке вычислительного алгоритма метода декартовых сеток для исследованиявзаимодействия ударной волны с подвижными телами с кусочно-линейной границей. Интерес к подобным задачам связан с прямым численным моделированием течений двухфазных сред. Эффект формы частицы может иметь значение в задаче о диспергировании пылевого слоя за проходящей ударной волной. Экспериментальные данные по коэффициенту аэродинамического сопротивления несферических частиц практически отсутствуют.Математическая модель основана на двумерных уравнениях Эйлера, которые решаются в областис подвижными границами. Определяющая система уравнений численно интегрируется по явной схеме с использованием метода декартовых сеток. Вычислительный алгоритм на шаге интегрирования по времени включает: определение величины шага, расчет динамики движения тела (определение силы и момента, действующих на тело; определение линейной и угловой скоростей тела; расчет новых координат тела), расчет параметров газа. На каждом шаге интегрирования по времени все ячейки делятся на два класса — внешние (внутри тела или пересекаются его границами) и внутренние (целиком заполнены газом). Решение уравнений Эйлера строится только во внутренних. Основная сложность заключается в расчете численного потока через ребра,общие для внутренних и внешних ячеек, пересекаемых подвижными границами тел. Для расчета этого потокаиспользуются двухволновое приближение при решении задачи Римана и схема Стигера–Уорминга. Представлено подробное описание вычислительного алгоритма.Работоспособность алгоритма продемонстрирована на задаче о подъеме цилиндра с основанием в формекруга, эллипса и прямоугольника за проходящей ударной волной. Тест с круговым цилиндром рассмотрен во множестве статей, посвященных методам погруженной границы. Проведен качественный и количественный анализ траектории движения центра масс цилиндра на основании сравнения с результатами расчетов, представленными в восьми других работах. Для цилиндра с основанием в форме эллипса и прямоугольника получено удовлетворительное согласие по динамике его движения и вращения в сравнении с имеющимися немногочисленными литературными источниками. Для прямоугольника исследована сеточная сходимость результатов. Показано, что относительная погрешность выполнения закона сохранения суммарной массы газа в расчетной области убывает линейно при измельчении расчетной сетки.
- Добавил в систему: Уткин Павел Сергеевич
Прикрепленные файлы
| № | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Полный текст | 2021-07.pdf | 4,9 МБ | 4 июля 2023 [pavel_utkin] |