Метод дискретных вихрей в аэродинамике

info@vsetut.pro

Стать автором

Вернуться

03.02.2025 08:16:31 | Хабр

Хабы: Физика, Инженерные системы

В отечественной и зарубежной аэродинамике уже несколько десятилетий находит применение метод дискретных вихрей (МДВ) для расчёта характеристик некоторых аэродинамических объектов. И хотя, с ростом вычислительных возможностей, на передний план вышли более точные методы, реализованные в многочисленных CFD-пакетах, старый добрый МДВ всё-таки имеет свою узкую, но востребованную нишу в аэродинамических исследованиях.

Попытаемся дать обзор нашему старичку, может быть даже не с точки зрения практики его применения, а как пример того, как некоторые, казалось бы, чисто математические абстракции, поселившиеся в головах умных людей, могут описывать реальные физические явления.

Начнём с того тезиса, что вся аэродинамика, как наука о движении тел в газовой среде, в принципе сводится к получению двух компонент сил, действующих в каждой точке поверхности этих тел (Ну если нас не очень интересуют красивые картинки белых следов за современными истребителями при сложном пилотаже или сердечки в облаках за гражданским лайнером). Эти компоненты – касательная и нормальная составляющие к поверхности тела. Не углубляясь в долгие объяснения, можно просто констатировать, что два указанных компонента зависят от полей параметров омывающей газовой среды: скоростей, давления и плотности (поле температуры также имеет место быть, но влияет не непосредственно, а через первые три). Первые два поля – векторные (давление «обнормаливаем»), третье – скалярное. Эти поля взаимосвязаны между собой известными зависимостями и задача CFD именно рассчитать данные поля, используя данные зависимости.

Подробнее