Сравнительная оценка двух способов определения нестационарных аэродинамических характеристик цилиндрических моделей отделяемых частей ракет-носителей космического назначени

Abstract

Ecology and security clearance of cargo into Earth orbit space considered in unsteadyaerodynamics of the separated parts of of launch vehicles for space applications, which directly involves the definition of the shape and size of fields separated by falling parts, fragmentation issues and software problems aeroballistic reusable space systems (such as "Baikal" (Russian Federation), Falcon - Task 1 (USA) and others.).To resolve the methodological issues determining the value of the aerodynamic damping (and / or anti-damping) separable parts as the object of study was chosen cylindrical model as a bluff body for which there are no systematic dependence of unsteady aerodynamic coefficients pitch moment of defining the parameters of the problem (the Mach number, angle of attack, Reynolds number, etc.).The value of the derivative of pitching moment coefficient of the angular velocitydetermined numerically for the most intense stress of supersonic flight mode as the method of curved bodies, and direct numerical simulation of unsteady motion of the body in the air flow within the full Navier-Stokes equations.Comparison of these two approaches implemented as a tool for scientific research in theform of a software package FineOpen (products of the Company Numeca) and programs for solving the Navier-Stokes equations (the author's version) helped establish the limits of applicability of the curved bodies in the implementation of the marked change in the form of slots defining parameters of the problem.В интересах успешного разрешения проблемы сокращения полей падения отработавших ступеней ракет-носителей космического (РКН) назначения рассмотрены вопросы определения их нестационарных аэродинамических характеристик, с использованием возможностей вычислительной аэрогазодинамики (ВАГД - CFD). Отработавшие ступени РКН схематизированы в виде цилиндрических моделей сравнительно большого удлинения, что позволило рассмотреть возможность использования методов прямого численного моделирования нестационарного обтекания в рамках полных уравнений Навье-Стокса и метода искривленных тел для определения аэродинамических коэффициентов демпфирования отмеченного объекта исследования преимущественно для сверхзвуковых режимов. В качестве научного инструмента исследования были выбраны два способа использования математических моделей высокого уровня для аэродинамического расчета (программ для аэродинамического расчета, разработанных авторами и пакета программ FineOpen (фирма Numeca)). Достоверность подтверждена сравнением с известными теоретическими и экспериментальными зависимостями