КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-19-00659
НазваниеНестационарные эффекты в аэродинамике крыла гражданского самолета
Руководитель Судаков Виталий Георгиевич, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" , Московская обл
Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-104 - Движение объектов и аппаратов в различных средах
Ключевые слова Нестационарные течения, аэродинамика, крыло, самолет, турбулентные течения
Код ГРНТИ30.17.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В России и за рубежом проведено большое число работ, посвященных улучшению аэродинамических характеристик гражданских самолетов на крейсерских и взлетно-посадочных режимах. Авиационные правила позволяют использовать для этого режимы, которые имеют определенный запас подъемной силы по сравнению с режимами максимальной подъемной силы или по сравнению с режимами начала бафтинга. Однако обтекание летательного аппарата при максимальной подъемной силе и при начале бафтинга является отрывным и принципиально нестационарным. Аэродинамические характеристики при этом могут существенно меняться по времени, что может вести к большим нестационарным нагрузкам на элементы самолета и, как следствие, к повреждению конструкции и другим неблагоприятным эффектам. Моделирование этого нестационарного процесса является на нынешний момент сложной нерешенной задачей. Трудности связаны, в том числе и с тем, что обтекание самолета является турбулентным и происходит при больших числах Рейнольдса. Существующие полуэмпирические модели турбулентности в рамках уравнений Рейнольдса недостаточно хорошо описывают этот процесс. Поэтому для более точного описания турбулентного отрывного обтекания самолета необходимо применять более сложные модели, например, метод моделирования крупных вихрей или гибридные подходы (так называемые вихреразрешающие методы), применение которых для сложных геометрий ограничивается большими компьютерными затратами. Однако рост компьютерных мощностей позволяет надеяться получить в данном проекте новые результаты с использованием сложных моделей турбулентности и сравнить их с результатами в рамках решения уравнений Рейнольдса.
Следует отметить, что на симметричной компоновке самолета при больших углах атаки может реализовываться несимметричный отрыв, что ведет к дополнительному моменту крена и другим трудностям, которые необходимо учитывать для безопасной эксплуатации самолета. Это явление хорошо известно для маневренных самолетов с острой носовой частью фюзеляжа и практически не исследовано для магистральных самолетов. Поэтому оно будет рассмотрено в настоящем проекте.
С точки зрения обеспечения безопасности полетов необходимо знать поведение самолета при нестационарных изменениях параметров набегающего потока. В частности, при колебаниях угла атаки самолета может наблюдаться гистерезис аэродинамических характеристик. Численное моделирование этого явления для компоновки магистрального самолета пока является сложной неизученной задачей, которая также будет рассматриваться в настоящем проекте.
Основная цель проекта – исследовать и научиться моделировать новые нестационарные эффекты в расширенном диапазоне режимов обтекания компоновки гражданского самолета.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Гайфуллин А.М., Хайруллин К.Г., Свириденко Ю.Н.
Designing an Aerofoil with a Fowler Flap Using Artificial Neural Networks
Lobachevskii Journal of Mathematics, No.9, Vol.42, pp.2118-2128 (год публикации - 2021)
10.1134/S1995080221090092
2. Алиева Д.А., Колинько К.А., Храбров А.Н. Гистерезис аэродинамических характеристик профиля NACA 0018 при малых дозвуковых скоростях Thermophysics and Aeromechanics (год публикации - 2022)
Публикации
1. Воеводин А.В.,Ефремов А.А., Судаков В.Г. Numerical and experimental investigation of aerodynamics of civil aircraft model on high angles of attack and with rotation Thermophysics and Aeromechanics (год публикации - 2023)
2. Судаков В.Г., Судаков Г.Г. Управление обтеканием треугольного крыла с помощью выдува струи газа при колебаниях по углу атаки Ученые записки ЦАГИ (год публикации - 2023)
3.
Ворожбит Е.Е., Петров А.В., Судаков В.Г.
Experimental Investigation of Local Jets Blowing for Flow Control in the Stream Past the Civil Aircraft Wing
Fluid Dynamics, V. 57, No 6, pp.710-719 (год публикации - 2022)
10.1134/S001546282260095X
4.
Алиева Д.А., Гришин И.И., Колинько К.А., Храбров А.Н., Шуховцов Д.В.
Hysteresis and Asymmetry of the Aerodynamic Characteristics of Aircraft Model with High Aspect Ratio Straight Wing under the Flow Separation
Fluid Dynamics, V. 57, No 6, pp.729-735 (год публикации - 2022)
10.1134/S0015462822601280
Публикации
1. Воеводин А.В., Петров А.С., Судаков Г.Г. Аналитическая модель импульсного режима работы эжектора Ученые записки ЦАГИ, Т. 54. №2. С. 3-15. (год публикации - 2023)
2. Алиева Д.А., Гришин И.И., Колинько К.А., Храбров А.Н. Аэродинамические характеристики модели CRM при вынужденных колебаниях большой амплитуды и их математическое моделирование Ученые записки ЦАГИ, Т. 54. № 5. С. 30-43. (год публикации - 2023)
3. Алиева Д.А., Гришин И.И., Колинько К.А., Храбров А.Н. Экспериментальные исследования динамических производных модели CRM при малых дозвуковых скоростях Ученые записки ЦАГИ, Т. 54. № 2. С.67-82. (год публикации - 2023)
4. Абрамова К.А., Алиева Д.А.,Судаков В.Г., Храбров А.Н. Моделирование нестационарных аэродинамических характеристик профиля NACA 0015 по данным численного расчета обтекания Fluid Dynamics, № 1 (год публикации - 2024)
5. Кириллов О.Е., Петроневич В.В., Судаков Г.Г. Особенности обтекания покоящегося и колеблющегося по углу тангажа профиля при низких числах Рейнольдса Ученые записки ЦАГИ, № 1 (год публикации - 2024)