В.В. Левенец, С. Т. Суржиков
Московский физико-технический институт
Институт проблем механики РАН
В последнее время усилия специалистов в области вычислительной физико-химической газодинамики сосредоточены на создании одновременно точных и эффективных методов расчета транс- и сверхзвуковых течений. Особенно это актуально для решений сложных задач в 3-мерной геометрии, основанных на уравнениях Навье-Стокса и включающих модели турбулентности и химических реакций. К настоящему моменту разработано множество противопотоковых схем показывающих хорошие результаты и в тоже время достаточно простых и эффективных в применении. Следует заметить, что в основе наиболее передовых, на сегодняшний день, методов расчета сверхзвуковых течений, таких как TVD, также лежат противопотоковые схемы.
В данный работе рассматриваются два метода: донорных ячеек и AUSM. Метод донорных ячеек- это один из простых и эффективных методов расчета. Метод AUSM – это современный метод, отличающийся высокой точностью, и простотой.
Для сравнения методов были выбраны наиболее распространенные тесты “benchmarks”: обтекание крыла NASA 0012, обтекание цилиндра и течение в канале, с выпуклостью на нижней поверхности. Скорость потока варьировалась от 0.5 М до 2 М.
В результате расчетов удалось установить, что метод донорных ячеек показывает хорошие результаты на низких скоростях и менее хорошие на высоких. Результаты, полученные с помощью метода AUSM совпали с тестовыми с точностью не хуже чем у метода Roe, во всем диапазоне транс- сверхзвук.
В результате проведенных экспериментов можно заключить, что для расчетов течений с транс- и сверхзвуковыми скоростями более целесообразно применять AUSM метод, как весьма точный и в тоже время достаточно простой.
Литература
- M-S Liou, C.J. Steffen, Journal of Computational Physics 107, 23-29 (1993)
- P.L. Roe, ICASE, Report 84-53, 1984
