Моделирование аэрофизических характеристик осесимметричных летных объектов в сверхзвуковом неустановившемся полете тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

Максимова, Елена Марьяновна АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Новосибирск МЕСТО ЗАЩИТЫ
1992 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.02.05 КОД ВАК РФ
Автореферат по механике на тему «Моделирование аэрофизических характеристик осесимметричных летных объектов в сверхзвуковом неустановившемся полете»
 
Автореферат диссертации на тему "Моделирование аэрофизических характеристик осесимметричных летных объектов в сверхзвуковом неустановившемся полете"

РОССИЙСКАЯ ШДЕ1ШЯ НйИК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ■ 1ШСТНТНТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ

■ На правах рукописи

ШСИНОВА Елена Нарьановна

МОДЕЛИРОВАНИЕ АЗРОФИЗИЧЕСШ ХАРАКТЕРИСТИК

ОСЕСШЕТРИЧНАХ ЛЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ В СВЕРХЗВУКОВОЙ НЕЯСШОВИВ0ЕНСЯ ПОЛЕТЕ.

01.02.05 - механика зидкостей, газа и плазки

ЙВГОРЕОЕРЙГ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК - 1992

' • I ]г,л /

< ьщ-

' / > С/

Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН.

Научный руководитель:

доктор технических наук, старвий научный сотрудник Павлвченко А.М.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

старвий научный сотрудник Талонов С.й.

кандидат физико-математических наук Сивых Г.Ф.

Ведущая организация: НПО "Энергия", г.Москва

Защита состоится "____"_________1992г. в____часов

на заседании Специализированного совета К.003.22,01 по присуждение ученой степени кандидата наук в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН (630090, Новосибирск 90, ул.Институтская 4/1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТПМ СО РАН

Автореферат разослан "____."___________1992г.

Ученый секретарь Специализированного совета

к. т. н. - Корнилов В.И.

СБЦЙЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При создании современных высокоскоростных летательных аппаратов СЯА) необходимо иметь достоверные данные об азрофизических характеристиках в условиях реального полета, сопрововдаемого слояными и многообразными физическими явлениями. На обтекание ЛА воздействуют атмосферные процессы, работа двигателей, вибрации и деформации поверхности, реальные свойства воздуха. Полет сопровождается интенсивным аэродинамическим нагревом, срывом вихрей, воздействием образцсцихся скачков уплотнения и т.д. Изменение скорости и высоты полета в пироком диапазоне обуславливает зирокий спектр ремимов обтейаниа. В пограничном слое ЛА возмояен переход от ламинарией формы течения к турбулентной и обратный переход, что существенно влияет на все аэрофизические характеристики.

Программы наземных аэродинамических испытаний, теоретические исследования и численные расчеты но позволяпт устранить факторы неопределенности, связанные с реальным полетом полномаситзбного ЛА в оирэксм днзпазвне определявших параметров,Результаты по переходу, полученные % аэродинамических трубах, многократно отлича-зтся от летных данных /Beskuith I.E.,Bertrán М.Н. NASA ТЯ-Х-2566, 1972/. !!мептся различна по теплообмену в наземных и летних условиях /Зо5и, Грейвс.РТК,1977,т.15,Н7/.Различия мезду результатами исггаганкЛ моделей в аэродинамических трубах и данными летних экспериментов называптся масштабными эффектами.Проблема маевтаб-ных эффектов является одной из наиболее актуальных в современной аэродииамике/Зелтухин H.fl..Павлшчснко А.Н. В кн.¡Прикладная аэрогазодинамика и тепловые процессы.Новосибирск, 1SB0; Симмерс П.Н, Яарсон Т.Да. РТК,1980.т.18.N1/.

Наиболее эффективном методом исследования слоаных процессов и яэлеинЛ, связанных с обтеканием совреаенних ЛА, в настоящее врвая признан комплексный метод, основанний на сочетании взаимно дополняецих возмозностей моделирования в аэродинамических трубах, численного моделирования и летных экспериментов научно-исследо-ватольского характера.3 рамках такого подхода выполнена настоящая

работа.

Целью работы является:создание экономичного метода расчета, позволявшего прогнозировать азрофизические характеристики сверхзвуковых осесимметричных Лй в условиях реального полета; апробирование этого метода путем сравнения результатов расчета с летними данными; исследование вопросов теплообмена, ламинарно-тур-булентного перехода и реламинаризации для условий полета тел типа метеоракет М100, и "Облако" с использованием разработанного метода расчета как инструмента анализа; реализация идеи сочетания (интеграции) летных данных'и численных методов для определения аэрофизических характеристик, труднодоступных для измерений, таких как тепловые потоки, сопротивление трения, градиентные критерии устойчивости; апробирование для летных условий сверхзвукового обтекания осесимметричных-тел асимптотической теории С.С.Кутателадзе и А.И.Леонтьева, строго справедливой для Не— «.и теории турбулентных пятен Зммонса; обобщение концепции квазистационарности газодинамических и тепловых процессов при полете объектов с ускорениями а^ЗОе,

Научная новизна работы заклпчается в следующем: - предлоаен экономичный расчетный метод, позволяющий достоверно прогнозировать тепловое состояние головных частей сверхзвуковых осесимметричных Лй, различающихся типом двигателей, траекториями, ускорениями, при 1?е£10 ; -получены значения чисел Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода(реламинаризации) в пограничных слоях сверхзвуковых Лй типа МЮО и "Облако" в условиях полета с работаицими двигателями;

-на основе прямого сравнения летных и расчетных данных по теплообмену показана эффективность асимптотической теории Кутателадзе-Леонтьева, теории турбулентных пятен Зммонса, метода Ньвтона при расчете азрофизических характеристик для натурных условий полета; -реализована идея интеграции летных данных и численных расчетов и показана её эффективность для определения сопротивления трения, тепловых потоков, градиентных критериев устойчивости для условий натурного полета ракет типа МЮО и "Облако";

Основные положения, выдвигаемые, на защиту, совпадают с перечнем научной новизны.

Практическая ценность работы. На основе предложенной приб-лияенной модели процесса обтекания, экономичного метода расчета и концепции объединений летных данных и численных расчетов создана эффективная методика анализа и интерпретации данных летных экспериментов. Получены достоверные данные по ламинарно-турбу-лентному переходу, реламинаризации, тепловым нагрузкам, сопротивлении трения в условиях натурного полета, которые могут быть использованы в практических расчетах характеристик ЛЙ. Результаты работы внедрены.

Апробация работы и публикации. Научные результаты работы докладывались на Сибирской всесоюзном теплофизическом семинаре в 1983, 1984 годах Сг.Новосибирск), на Втором международном симпозиуме по ламинарно-турбулентноыу переходу в 1984 г.Сг.Новосибирск), на Всесоюзной школе по методам аэрофизических исследований в 1982, 1986 тг. (г.Новосибирск), на IV Международной конференции по пограничным и внутренним слоям в 1986г. (г.Новосибирск), на XI Всесоизной школе по численным методам механики вязкой жидкости в 1988г. (г.Свердловск), на Меядуна-родном семинаре "Моделирование в аэродинамических трубах" в 1988г. (г.Новосибирск).

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, перечисленных в конце реферата, и два научных отчета.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы -л соддржит 113 страниц, вкличая 19 страниц рисунков и 1 таблицу, В списке литературы 117 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан краткий обзор экспериментальных и расчетных методов исследования азрофизических характеристик современных Лй. В п.1.1. рассмотрены достижения и ограничения экспериментальных исследований в аэродинамических трубах. В п.1.2. кратко описаны возможности методов вычислительной аэродинамики. В п.1.3. приведен обзор летных аэрофизических экспериментов, отмечена их роль в преодолении масштабных эффектов при исследовании вопросов ламинарно-турбулентного перехода, аэродинамического нагрева, распределения давления на поверхности и др. Списаны летные эксперименты, проведенные в ИТПИ СС РАН на зэ[ лфи-

б

зических комплексах, созданных на основе метеоракет типа М10 О и "Облако", Для эффективного анализа и интерпретации получаемых летных данных показана необходимость разработки экономичных расчетных методов прогнозирования аэрофизических характеристик ЛЙ, апробированных путем прямого сравнения расчетных и летных данных, реализации идеи интеграции латных данных и численных методов.

Во второй главе излонен экономичный метод расчета теплового состояния головных частей ракет в неустановиввемся сверхзвуковом полете. Рассматривается диапазон чисел Рейнольдса йе^Ю, чисел Маха ¡¿¿5.0, ускорений a¿ 30е и высот до 25км. Для этих параметров возыоаны как ламинарный, так и переходный и турбулентный рекимы течения в пограничной слое на обтекаемых поверхностях. Натурные эксперименты на летних комплексах типа НЮО и "Облако" показали, что теплообмен на головных частях носит сопряженный характер. Сопрявенная задача теплообмена представляет 6ольеню сложность для численного анализа, поскольку необходимо одновременно реиать уравнения, описываящие различные механизмы теплообмена при вневнви обтекании, в обвивке ЛА и внутри бортовых отсеков. Анализ резаемых в данной работе задач позволил сделать ряд упрощавших предположений. Оценки ' показали, что для летных объектов "Викинг"10, М100, "Облако" критерий Био, характеризующий отновение термического сопротивления стенки и термическому сопротивлении конвективной теплоотдачи от пограничного слоя к стенке составлял гдеоС-козффициент теплоотдачи при внеинем обтекании; толщина обшивки и ее коэффициент теплопроводности (рис.1). При выполнении этого условия расчет температуры поверхности Лй мо-ват быть осуществлен в рамках модели тонкой стенки, В приблике-нии модели тонкой стенки изменение температуры поверхности во времени описывается уравнением баланса тепла:

В правой части уравнения первый' член представляет собой конвективный поток тепла от пограничного слои к стднка, второй

член - тепловой поток, обусловленный тераогравнтационной конвекцией внутри бортового отсека; третий и четвертый - тепловые потоки излучения соответственно от нарузной и внутренней поверхностей. Последний член qs - тепловой поток за счет поглоцения стенкой солнечного излучения, в рассматриваемых условиях он пренебрежимо мал.

В исследуемых задачах обтекание является осесимметрнчныи при нулевом угле атаки. Как показали летные измерения, углы атаки на участке траектории, когда работали двигатели и происходил максимальный нагрев,' были лронебреаимо малы ( «С & 0.3). В лия-ииам эффоктоз, саязанным с вращением ракет такие мояно пренебречь ввиду малости параметра вращения: Л = (Л• R/Up 42 -10

В связи с тем, что ускорение ракеты типа Иi00 достигает 30g, была сделана оценка влияния нвстационзрности на газоднма-мичаскио и тепловые процессы. Число Струхаля, явлзсчоеся а рассматриваемых случаях отнозенивм характерного времени переноса для процесса обтекания = L / U к характерному времени, связанному с нестационарностьа дэигения /!А Тг = U / U , является малой величиной (L - длина головной части ЛЯ, U - скорость, U = 3U /ВТ - ускорение), Для азрогазодинанических процессов при внесшей обтекании в рассматриваемой задаче выполняется условие; ' L ■ Ü -1 -6

Это обстоятельство позволяет пренебречь нестационарных членом в уравнениях двиаения и энергии и считать азрогазодннамические и тепловые процессы при внезнем обтекании квазистационарными.

Определявшее влияние на температуру стенки в рассматриваемом диапазоне чисел Маха й«5 я высот полета Н«25кы оказывает конвоктивный нагрев. Квазистационарность внешнего обтекания дает возмовность использовать для расчета коэффициента теплоотдачи сС асимптотическую теории С.С.Кутателадзе и й.И.Леонтьева. Продольные законы теплообмена и трения, сформулированные в этой теории, не зависят от эмпирических констант турбулентности. Их точность возрастает с ростом числа Рейнольдса.

Для рассматриваемых задач было показано, что процвсс тормо-конвекции внутри болтовых otcbkdb могно считать квазистационар-ныи. Раним течения в отсеках оценивался по величине критерия Релоя CRa). Режим течения в отсеке головной части НЮО был тур-

40

булентным, так как Ra>5-10 , а для "Облака" - ламинарным,

так как Яа £ 10** . В первом случае коэффициент теплоотдачи для термогравитационной конвекции расчитывался по критериальной зависимости для турбулентного течения Ни -Л^-Ь/Х - 0.13-Йа^3. Для ламинарного режима течения вкладом термоконвекции в обций баланс тепла можно пренебречь.

Для расчета параметров невязкого обтекания на вневней границе пограничного слоя использовался метод Ньвтона и изэнтропи-ческие соотношения. Распределение давления, полученное с помоцьв метода Ньвтона, хорошо согласуется с расчетами, проведенными более точными, но значительно более трудоемкими методами (дробных вагов и мариевым) (рис.2). Проведено также сравнение распределения давления, расчитанного методом Ньвтона, с данными летных экспериментов на головной части МЮО (рис.3). Их хороаее согласование позволяет сделать вывод о возможности использования метода Ньютона для определения давления на поверхности ракет типа "Викинг" 10, 11100 и "Иблаио".

Уравнение баланса тепла на стенке интегрировалось методом Рунге-Кутта. Начальное значение температуры "Мт,,), зависимость высоты полета и скорости от времени, форма поверхности, толщина стенки и ее физические свойства задавались из уеловий эксперимента. Параметры невозмущенного потока в каждой точке по траектории задавались по таблицам стандартной атмосферы. Расчет изменения температуры по времени в одной точке поверхности занимал 30 - 40 сек.

Тестовый расчет по предложенной методике проводился для ракеты "Викинг"10, на которой в летном эксперименте были измерены температуры обиивки для ламинарного и турбулентного обтекания, а также получены данные по устойчивости течения в пограничном слов и по реламинариэации. Прй значительном уменьшении числа Рейнольдса с увеличением высоты полета наступает реламинаризация первоначально турбулентного пограничного слоя за турбулиэатором. Происходит это на 87 сек. полета при числе Йе -0.9-106 . Такой вывод можно сделать из полученных-в эксперименте данных по теплообмену (рис.4). С учетом этого обстоятельства были расчита-ны температуры .стенки на головной части ракеты "Викинг"10. Максимальное расхождение расчетных и летных данных для ламинарного режима составляло 1.5%, а для турбулентного - АХ.

Тестовые расчеты подтвердили работоспособность предложенной методики. Далее методика была использована для анализа и интер-

претации летных данных, полученных на мвтеоракетах типа М100 и "Облако". На базе этих ракет в ИТПМ СО РАН были созданы летные научно-исследовательские комплексы многоразового использования и получены натурные данные по теплообмену, давление на поверхности и другим характеристикам.

Анализ зависимостей чисел Рейнольдса от времени при движении по траекторий для ракеты К100 (рис/5) показал, что с первых секунд полета числа Ре.» 10 и режим течения в пограничном . слое является турбулентный. С увеличением высоты полета числа _ Рейнольдса с некоторого момента времени резко уменьшатся. Расчёты, проводившиеся в предположении,- что течение в пограничном слое оставалось турбулентном, давали завывенные значения темпе-.' ратуры стенкк начиная с моментов времени Т 14сек. и при числах Рейнольдса йе'= 2т4-10 .• Это позволило считать, чтапри этих условиях на К100, как и на ракете "Викинг"10,-наступает . реламинарйзация течения, в пограничном слое. На ряс.8 приведены результаты расчетов температуры поверхности и летные данные. Расхождение составляет не более 8%.

При определения теплового состояния-головной части ракеты

"Облако" предполагалось, что. на первых секундах движения течение

в пограничном слое ламинарное, так как числа Рейнольдса состав-б ■ ' ляли •» 10 .Расчеты температуры стенки при этом предполоиении

начиная с момента полета х5-?с давали занивенные значения по отношению к летным данным. Расчеты, проведенные в предположении, что режим течения с первых секунд полета турбулентный, дали завывенные значения температуры стенки (рис.7).Возможность потери устойчивости в пограничном слое на "Облаке" показывает также сравнение летных данных по.температуре стенки с данными расчетов по стабилизации сверхзвукового пограничного слоя.Естественно сделать вывод, что начиная с Т =6-7с в пограничном слое режим' течения является переходным. При расчете теплового состояния в зоне перехода были использованы результаты исследований Дхвана, Нарасимхи, Чена и Тайсона. В их работах получила дальнейшее развитие теория турбулентных пятен Эммонса.Тепловой поток в зоне перехода представлен в виде линейной комбинации тепловых потоков для ламинарного и турбулентного течений с весовым множителем, определяемым коэффициентом перемекаемости, В этом случае уравнение баланса тепла для тонкой стенки имеет вид:

В этой уравнении «¿л , коэффициенты теплоотдачи соответственно для ламинарного и турбулентного реяимов течения в пограничном слое, ^ - коэффициент-перекегаекости, введенный Зишонсок

^ = 1 - охр [ - с4 С X - Хн / ие ]

Здесь - скорость образования турбулентных пятен, связанная

с числоа Рейнольдса в начале перехода: ~ [*е15 . Применительно к рассматриваемой задаче коэффициент перемеааемости приведен к виду:

2 г'.« 1 г г, Л, 5 г

у= 1-ехрГ- 3,507/й .Яо^ ■ ие" Ч, 5 ]

Индекс ¿тг обозначает параметры течения е иоыент начала перехода Натурные значения числа Рейнольдса начала перехода опредэлялись в поцессе численного эксперимента. Значение йе4г соответствует моменту времени , когда расчетная зависимость Т^ст ),

полученная в предположении о ламинарной.реЕиме течения, начинает расходиться с летники данными по температуре стенки:1!е(г=Ке(~+г ) Полученные таким образом числа Рейнольдса перехода в, условиях работавших двигателей хорово согласуется с известными летными данными М5А, полученными для условий свободного полета конусов ("рис. 8).

Проведенные расчеты и прямое сравнение данных расчетов и летных экспериментов позволяет сделать вывод, что предложенная ыетодика адекватно моделирует основные характеристики исследуемых процессов.Она дает возможность оперативно и с хоровей точностью прогнозировать тепловое сост'ояййе головных частей сверхзвуковых Лй в диапазоне чисел 4^5, 0,8-10 при наличии ламинарного, переходного и турбулентного пограничных слоев. Сочетание летных данных и расчетов позволяет получить информация о числах Рейнольдса перехода и обратного перехода для условий летного эксперимента.

В третьей главе на основа интеграции численных расчетов и

летних данных определятся агрофизические характеристик!!, труднодоступные для измерения п условиях полота.

В п.3.1 приведено регьние обратной задачи теплообмена для головных частей ЛЯ типа "Викинг"10, К100, "Облако".По измеренным в полете температурам стенки восстанавливается тепловые потоки. Реивние задачи проводится на основа моделирования тепгового процесса в ранках приближения тонкой стенки.Для корректного расчета производной dT^ ydt экспериментальная зависимость Т^ =f(T ) сглаживалась кубическим сплайном. На рис.9 приведены распределения тепловых потоков в трех точках на раквтв "Облако".йналогич-ные данные получены для ракет "Викинг"10 и ¡¿100.

В п,3.2 представлена методика определения сопротивления трения на поверхности Лй типа М100, в которой объединены численные расчеты и даяние летных экспериментов по температурам поверх -ности. Поскольку процессы внешнего обтекания явлечтея кпазкстз-ционарныии, воспользуемся при расчетах уравнениями для стационарных точений. Процедура определения сопротивления трения состоит в следующей.Репаетса система уравнений сливаемого двумерного пограничного слоя при условиях полота для фиксированного момента времени.Давление на внепней границе пограничного слоя определянтся по методу Ньвтона.В качестве граничного условия ис-пользувтея измеренные в полоте температуры поверхности.Систока уравнений для турбулентного течения замыкается с поморья двухслойной модели Себечи.Численное интегрирование реализуется по схеме Кранка-Николсона.Система уравнений и метод решения апроби рованы ранее ft.Н,Попковым для У ¿20, Re «5-10 . По рассчитанным профилям скорости определялись коэффициенты сопротивления трения.Чтобы вычислить производили на стенке с висок ой точноетьв профили скорости предварительно сглаживались кубически!! сплайном На рис.10 в обобщенных координатах представлены данные по коэффициентам сопротивления трения для неизотермичвекого турбулентного сверхзвукового пограничного слоя, полученные с лояощьп предложенной методики С1-4), рассчитанные по методу Кутателадзе-■ Леонтьева для условий полета U100 (7), результаты измерений в аэродинамических трубах с поыочыа плавающих элементен (S ), летные данные для самолета "Мираж"4 (6) и нанесена кривая Уилсо-на С8). Все результаты хоропо согласуются. Это свидетельствует, что предложенная методика определения сопротивления трения ЛА является аффективной а что теорвгичоская зависимость Уилсона и

асимптотическая теория Кутателадзе-Леонтьева могут быть использованы дла расчета сопротивлениа трениа натурных объектов при Rafe 10* ; К « 4,5; as25g¡ Г„/ Те*' 2.

В п.3.3 представлены результаты расчетов градиентных критериев устойчивости для условий натурного полета. Градиентные кри-рии, предложенные Ван-Дристом и Блумерок /PTK,1963,t.1,N6/ м

H.Н.Яненко и С.А.Гапоновым /ДАН СССР, 1981,т.259,N1/, дают воз-мовность быстро оценить устойчивость веского течения на основе его локальных свойств.. В отличие от традиционного критического числа Рейнольдса, определяемого из линейной теории устойчивости, критические значения градиентных критериев слабо изменявтся для разных типов течений.

Критерий устойчивости Яненко-Гапонова определяется так:

, к •

пах {j»U„ /ijíuj) ,

гдес<= шах { I li4o /■ U4 1, 1/36 | ач / а I ); y.const 33

С U - продольная скорость,у - поперечная координата, j< -вязкость а г- ускорение видкой частицы. На основе многочисленных расчетов по устойчивости было .установлено, что при выполнении условия Re ¿30 ламинарный режим течения устойчив. • ■

Критерий Ван-Дриста и Елукера определяется по формуле:

ir = yVVdU Ady.

В ЦЙГИ .получено выраяение для критического значения критерия Тг: Тгкр.=2В0 + 324-М *■ 21,25-11^..

Градиентные критерии Rb^h Тг были рассчитаны для областей ламинарного течения в пограничных слоях на Лй "Облако" и V100 (до перехода и после реламйнаризации).. Для. расчета профилей скорости использовалась методика, описанная в п.3.2, На рис.. 11, 12 приведены распределения критериев Re у, и Тг в сечениях пограничного слоя в области ламинарного течения на головной части ра- . кеты IÍ10G. Видно, что критерии не превыоапт критических. Значений В заклвченки сформулированы основные выводы диссертационной работы. , ■

I.Разработана экономичная методика расчета, позволяющая прогно-

ровать аэрофизичвскиа характеристики сверхзвуковых осесимметрич-ных ЛА. Методика является эффективный инструментом интерпретации и анализа летных данных, полученных на научно-исследовательских комплексах типа If 100. "Облако", "Викинг" при Re й 10 , II i 5,0; а « 30в;<*-0.

2.Для летных условий получены числа Рейнольдса ламинарно-турбу-лентного перехода и обратного перехода Среламинаризации) в сжимаемых пограничных слоях на Лй с работавцими двигателями.

3.На основе прямого сравнения расчетных и летных данных по теплообмену на головных частях Лй типа "Викинг"!0, МЮ0, "Облако" показана эффективность асимптотической теории Кутателадзе-Леснтьева и теории турбулентных пятен Зммонса для расчета агрофизических характеристик соответственно в турбулентном и переходном пограничных слоях Лй в условиях натурного полета

( М i 4,5; Re ^ 10* : ai30e; Т„/Те*2; «С. =0).

4.На основе сравнения расчетов и данных летных экспериментов подтверждена справедливость концепции квазистационарности тепловых и газодинамических процессов при обтекании Лй типа 11100, "Викинг'ЧО, "Облако"; показана применимость метода Ньютона для определения давления на поверхности рассмотренных типов ЛА

в диапазоне чисел Маха 11=1,5-4.

5.Реализована концепция интеграции численных расчетов и летных данных и показана ее эффективность для определения сопротивления трения, тепловых потоков, градиентных критериев устойчивости при обтекании Лй в условиях натурного полета (И £4,5; Яе £ 10 ;

Tw/re<2,0; а & 30ц).

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах.

1.Максимова Е.М,.Павлюченко Я.И, Сравнение расчетных и летных данных по теплообмену для осесимметричних тел, движущихся по траектории при М* 5,0.//Изв.СО АН СССР,сер.техн.наук.-1982. -Вып.3.-N13.-с.40-52.

2.Павлюченко A.M., Максимова Е.М. Численный метод обработки летного эксперимента на метеоракете типа "Облако" с учетом теории турбулентных пятен Зммонса.//Изв.СО АН СССР,сер.техн.наук.-1983. -Вып.2.-N8.-с.27-35.

3.Павлвченко Й.М., Максимова Е.М. Вопросы перехода ,и ламинариза-ции в сверхзвуковых пограничных слоях в летных условиях.-Новосибирск. -1985.-33с. (Препринт/СО АН СССР ИТПН

4,Pavlyushenko fi.К,, Tyutin П.Й., Hàksicova E.H., Bragin O.fl. On the Problen; of Transition of a Coapressible Laiinar Boundary Laver into Turbulent One Under Natural Conditions.//Laoinar-Turbulent Transition IUTAH Sysposiuc.-¡iooosib irsk : Springer-Uerlag. Berlin. He idoluerg.1985,-p.547-552.

5.Павлвченко A. 1!., Пупивев С.Б., Максимова Е.Н. Численная интерпретация на ЭВМ летних агрофизических экспериментов с использованием сплайн-функций.//ЧНМСС.-19В6.-Т.17.-N4.-с.137-142.

6.Павлвчеико A.M., Попков Й.Н., Нунциев С.Е., Лакс1ыова Е.1'.

О градиентных критериях устойчивости аииаеиик ламинарных пограничных слоев в натурных условиях.//Тезисы докладами йеядународ-ная конференция по пограничным и внутренним слоям.-Новосибирск.1986

7,Павлкченко fi.Ы., Попков Й.Н., Максимова E.U., Пупывев С.Б. Численный расчет аэрофизических характеристик сверхзвуковых осе-симметричнах объектов с использованием летных данных в граничных условиях .//Моделирование в механике .-1990. - т. 4. -N1. -с. 1'ЗВ-140.

В1 4

ю М 10~

У™»

0.5

— 4

2-

\

\\ ---1 ---3

ч \

6 3 10 Тс

Рис Л Критерий Био для ракеты "Облако"(1-Х=0,25м; 2-Х=0,26м; 3-Х=0,4м)

V 7-0 АО 60 Во X Рис.2 Давление на головной части ракета. М=3. I-метод Ньютона: 2,3-числгннне метод!

2 3 Ч М„о

Рис.3.Статическое давление на головной части ракеты МЮО. I-летный эксперимент, Х=1,05ом; 2-летнкЯ эксперимент, Х=Т,015; З-уегод Ньютона.

г кка-а Нг-ЫК'С

4

Рис.4.Коэффициенты . теплоотдачи на ракете "Викинг"Ю. Х=0,бом А-после турбулизагора « -без турбулизатора.

\ \

\

к... \ V А.

60

70

80

90

Т

ч

ти;с

МО

гоо

100

Л г рЫ Чча* тами

-О- 1 - 2 —тз

20 Т,с

Рис.5.Изменение чисел Рейнольдса на головной части КТОО Л-Х=0 ,113; 2-л =0,1^3; 3-Х=0,245; 4-Х=Э,336; 5-Х=0,649; 6-Х=Э,968; 7-Х=1,209.

5 {о м го г?с

Рис.6.Изменение температуры стенки на ракете МЮЭ .Х=0,649м I-эксперимент; 2,3-расчет.

ерс-хеЭа

И ТГ)С

1С'

10'

Л

о-1

о-з 0-4 — -5 <«-5

12 Мъ

Р:ю.'/.Изменение температуры стенти на ракете "Облако". Х=0,4ч; Г-расчет; 2-эксперимент

Рис,8 Числа Рейнольдса перехода е летных условиях (1,2,3,4-7///$/, 6 - /ШПМ/) и в аэродинамических трубах (5'>.

4

8

Рис.9 Тепловой поток к стенке на ракете "Облако". I - Х=0,25м; 2 - Х=0,2См; 3 - Х=0,4м

7

е *

н

2

Рис. 1(1 Сравнение расчетных, опытных наземных и летных данных по коэффициентам сопротивления трения с зависимостью Уилсона.

Рис.И Распределение градиентного РИС.Г2 Распределение градиент-критерия Ке?г.М100. Х=0,183м. НОГО КритерияТг.М100.Х=0,183м