Розробка програмно-методичного забезпечення з розрахунків тепло-газодинамічного стану при надзвуковому обтіканні тіла з врахуванням інтерференції конфігурацій

Розроблено на підставі фізичних уявлень про взаємодії ударні хвилі – турбулентний пограничний шар та інтерференції конфігурацій, які викликані ударно-ударними взаємодіями, математичні моделі тепло-газодинамічного стану для дослідження надзвукового обтікання літальних апаратів (ЛА) з врахуванням стисливості середовища та дисипативних ефектів, що спричинюють інтенсивне їх нагрівання. Створено тривимірні числові моделі тепло-газодинамічного стану надзвукових ЛА для дослідження інтерференцій різних конфігурацій, обумовлених такими системами як корпус-аеродинамічний руль, корпус-перпендикулярний циліндр, корпус-газовий струмінь, що виходить перпендикулярно або під кутом до нього, корпус-клиновидна надбудова. Проведено верифікацію розроблених числових моделей фізичного стану під час надзвукового обтікання елементів ЛА для дослідження взаємодій стрибка ущільнення з турбулентним пограничним шаром та інтерференцій конфігурацій з використанням експериментальних даних, отриманих на канонічних конфігураціях ЛА в надзвукових трубах. Виконано оцінки різних моделей турбулентності та числових розв’язувачів сформульованої задачі на прикладі надзвукового крила та встановлено, що найбільш достовірні дані можуть бути отримано з використанням k-ω SST моделі турбулентності та розв’язувача з корегуванням густини rhoCentralFoam, що є складовою вільного відкритого програмного забезпечення OpenFOAM. Розроблено програмно-методичне забезпечення на базі вільного відкритого програмного коду OpenFOAM для проведення числового аналізу полів течії середовища, теплообміну та прогріву ЛА при надзвуковому обтіканні тіл, що є потужним інструментом для вивчення взаємодій ударна хвиля – турбулентний пограничний шар та інтерференцій різних конфігурацій. Завдяки своїй універсальності, дані розробки можуть бути використані не тільки для дослідження надзвукових ЛА, але й при числовому аналізі тепло-гідродинамічного стану, наприклад, різноманітного теплообмінного та пічного обладнання. Результати роботи впроваджено у виробництво.