<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">caht</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научный вестник МГТУ ГА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Civil Aviation High Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-0619</issn><issn pub-type="epub">2542-0119</issn><publisher><publisher-name>Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">caht-1056</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>МЕТОДИКА РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНОГО ОТРЫВНОГО ОБТЕКАНИЯ СИСТЕМЫ ПРОФИЛЕЙ, ДВИЖУЩИХСЯ ВБЛИЗИ НЕПОДВИЖНОГО ЭКРАНА</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>METHOD FOR NUMERICAL MODELING OF UNSTEADY SEPARATED FLOW AROUND AIRFOILS MOVING CLOSE TO FLAT SCREEN</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Погребная</surname><given-names>Т. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pogrebnaya</surname><given-names>T. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, старший научный сотрудник,</p><p>Жуковский</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PhD in Science, Senior Research Fellow,</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">valitam@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шипилов</surname><given-names>С. Д.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shipilov</surname><given-names>S. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник,</p><p>Жуковский</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PhD in Science, Leading Research Fellow,</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">serg00946@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Central Aerogydrodynamic Institute after N.E. Jukovskogo</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>03</day><month>05</month><year>2017</year></pub-date><volume>20</volume><issue>2</issue><fpage>46</fpage><lpage>56</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Погребная Т.В., Шипилов С.Д., 2017</copyright-statement><copyright-year>2017</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Погребная Т.В., Шипилов С.Д.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Pogrebnaya T.V., Shipilov S.D.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1056">https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1056</self-uri><abstract><p>В работе сделана попытка объяснить часто встречающиеся в экспериментальной практике различия в измерениях сил и моментов, действующих на профиль на режимах взлета и посадки при испытаниях на различных типах стендов. Предложен алгоритм расчета нестационарного отрывного обтекания профилей вблизи твердой поверхности. Алгоритм основан на сочетании метода дискретных особенностей и уравнений турбулентного пограничного слоя. Задача решалась в нестационарной постановке. На каждом временном шаге метод дискретных вихрей применялся для расчета невязкого течения во внешней по отношению к профилям области (давлений и скоростей на профилях и экране) и определения динамики движения вихрей следа. Уравнения турбулентного пограничного слоя использовались для расчета положений точек отрыва на профилях и экране и интенсивностей сходящих в этих точках вихрей. Предложенный алгоритм позволяет с помощью численной визуализации понять физическую картину течения в приэкранной области. Моделирование экрана тремя различными способами зеркальный метод, неподвижный и подвижный экраны - дало возможность проследить процесс возникновения отрыва, который определяет распределение давления на профиле и, следовательно, влияет на аэродинамические характеристики, для каждой модели экрана. По результатам расчетов дан сравнительный анализ этих способов моделирования профиля над экраном, который позволяет утверждать, что аэродинамические характеристики профилей при малых высотах над экраном существенно зависят от модели экрана. Зеркальный метод дает завышенное значение подъемной силы по сравнению с прямым методом, а результаты расчетов в обращенном движении при малых высотах над экраном дают заниженные результаты. Полученные данные могут быть использованы при проектировании стендов для испытания моделей в аэродинамических трубах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In this article an attempt is made to explain the nature of differences in measurements of forces and moments, which influence an aircraft at take-off and landing when testing on different types of stands. An algorithm for numerical simulation of unsteady separated flow around airfoil is given. The algorithm is based on the combination of discrete vortex method and turbulent boundary layer equations. An unsteady flow separation modeling has been used. At each interval vortex method was used to calculate the potential flow around airfoils located near a screen. Calculated pressures and velocities were then used in boundary layer calculations to determine flow separation points and separated vortex in- tensities. After that calculation were made to determine free vortex positions to next time step and the process was fulfilled for next time step. The proposed algorithm allows using numeric visualization to understand physical picture of flow around airfoil moving close to screen. Three different ways of flow modeling (mirror method, fixed or movable screens) were tested. In each case the flow separation process, which determines pressure distribution over airfoil surface and influ- ences aerodynamic performance, was viewed. The results of the calculations showed that at low atitudes of airfoil over screen mirror method over predicts lift force compared with movable screen, while fixed screen under predicts it. The data obtained can be used when designing equipment for testing in wind tunnels.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>нестационарная аэродинамика</kwd><kwd>профиль</kwd><kwd>экран</kwd><kwd>метод дискретных вихрей</kwd><kwd>пограничный слой</kwd><kwd>прямое движение</kwd><kwd>обращенное движение</kwd><kwd>зеркальный метод</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>unsteady aerodynamics</kwd><kwd>airfoil</kwd><kwd>screen</kwd><kwd>method of discrete vortices</kwd><kwd>boundary layer</kwd><kwd>mirror method</kwd><kwd>fixed or movable screens</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Moore N., Wilson P.A., Peters A.J. An Investigation Into Wing In Ground Effect airfoil geometry. In, RTO SCI Symposium on Challenges in Dynamics, System Identification, Control and Handling Qualities for Land, Air, Sea and Space Vehicles, Berlin, Germany, 13-15 May 2002. Available at: http://eprints.soton.ac.uk/51083/1/51083.pdf (дата обращения 28.10.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Moore N., Wilson P.A., Peters A.J. An Investigation Into Wing In Ground Effect airfoil geometry. In, RTO SCI Symposium on Challenges in Dynamics, System Identification, Control and Handling Qualities for Land, Air, Sea and Space Vehicles, Berlin, Germany, 13–15 May 2002. Available at: http://eprints.soton.ac.uk/51083/1/51083.pdf (accessed 28.10.2016).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Захаров Д.Н. Разработка методики определения влияния близости земли на продольные аэродинамические характеристики самолета // Электронный журнал «Труды МАИ». 2011. № 45. - URL: http://www.mai.ru/upload/iblock/290/razrabotka-metodiki-opredeleniya-vliyaniya-blizosti-zemlina-prodolnye-aerodinamicheskie-kharakteristiki-samoleta.pdf (дата обращения 28.10.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zakharov D.N. Razrabotka metodiki opredeleniya vliania blizosti zemli na aerodinamicheskie kharakteristiki samoleta [Development of methods for determining the effect of ground proximity on the longitudinal aerodynamic characteristics of the aircraft]. Elektronnyj zhurnal "Trudy MAI" [Electronic journal "Trudy MAI"], 2011, no. 45. Available at: http://www.mai.ru/upload/iblock/290/razrabotka-metodiki-opredeleniya-vliyaniya-blizosti-zemlina-prodolnye-aerodinamicheskie-kharakteristiki-samoleta.pdf (accessed: 28.10.2016). (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Применение методов вычислительного эксперимента для определения аэродинамических характеристик экраноплана на крейсерском режиме движения / В.Н. Блохин, В.М. Прохоров, П.С. Кальясов, А.К. Якимов, А.В. Туманин, В.В. Шабаров // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012. № 3 (1). С. 143-154</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Blokhin V.N., Prokhorov V.M., Kalyasov P.S., Yakimov A.K., Tumanin A.V., Shabarov V.V. Primenenie metodov vychislitelnogo ekcperimenta dlya opredeleniya aerodinamicheskikh kharakteristik ekranoplana na kreyserskikh regimach poleta [The application of computer simulation for the determination of wig craft aerodynamic characteristics in a cruising regime]. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta imeni N.I. Lobachevskogo [Bulletin of the Nizhny Novgorod University N.I. Lobachevsky], 2012, no. 3 (1), pp. 143–154. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bosnyakov S., Kursakov I., Lysenkov A., Mikhaylov S. Numerical Simulation Of Unsteady Flows Around High-Lift Configurations. 29th Congress Of international Council of aeronautical Sciences. St. Petersbueg. Russia. September 7-12. 2014, pp. 1-10</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bosnyakov S., Kursakov I., Lysenkov A., Mikhaylov S. Numerical Simulation Of Unsteady Flows Around High-Lift Configurations. 29th Congress Of international Council of aeronautical Sciences. St. Petersbueg. Russia. September 7–12. 2014, pp. 1–10.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Isaev S.A., Baranov P.A., Kudryavtsev N.A., Lysenko D.A., Usachev A.E. Comparative analysis of the calculation data on an unsteady flow around a circular cylinder obtained using the VP2/3 and fluent packages and the Spalart-Allmaras and Menter turbulence models. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2005, vol. 78, no. 6, pp. 1199-1213</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Isaev S.A., Baranov P.A., Kudryavtsev N.A., Lysenko D.A., Usachev A.E. Comparative analysis of the calculation data on an unsteady flow around a circular cylinder obtained using the VP2/3 and fluent packages and the Spalart-Allmaras and Menter turbulence models. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2005, vol. 78, no. 6, pp. 1199–1213.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Eldredge J.D., Colonius T., Leonard A.A. Vortex Particle Method for Two-dimensional compressible Flow. Journal of Computational Physics. 2002, vol. 179, pp. 371-399. doi:10.1006/jcph.2002.7060</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eldredge J.D., Colonius T., Leonard A.A. Vortex Particle Method for Twodimensional compressible Flow. Journal of Computational Physics, 2002, vol. 179, pp. 371–399. doi:10.1006/jcph.2002.7060.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sang Il Park and Myoung Jun Kim. Vortex Fluid for Gaseous Phenomena. Eurographics/ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation. 2005. Available at http://graphics.cs.cmu.edu/projects/vortex/paper_sca.pdf (дата обращения 27.10.2016)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sang Il Park and Myoung Jun Kim. Vortex Fluid for Gaseous Phenomena. Eurographics/ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation. 2005. Available at http://graphics.cs.cmu.edu/projects/vortex/paper_sca.pdf</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dynnikova G.Ya. Calculation of three-dimensional flows of an incompressible fluid based on a dipole representation of vorticity. Doklady Physics. 2011, vol. 56, no. 3, pp. 163-166</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dynnikova G.Ya. Calculation of three-dimensional flows of an incompressible fluid based on a dipole representation of vorticity. Doklady Physics, 2011, vol. 56, no. 3, pp. 163–166.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dynnikova G., Guvernyuk S., Syrovatsky D. Simulation of 3D Vortex Flow of Incompressible Fluid by the Dipole Particles. Proceedings of the 6th International Conference on Vortex Flows and Vortex Models (ICVFM Nagoya 2014). Nagoya, 2014, pp. 1-5</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dynnikova G., Guvernyuk S., Syrovatsky D. Simulation of 3D Vortex Flow of Incompressible Fluid by the Dipole Particles. Proceedings of the 6th International Conference on Vortex Flows and Vortex Models (ICVFM Nagoya 2014). Nagoya, 2014, pp. 1–5.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Математическое моделирование плоскопараллельного отрывного обтекания тел / С.М. Белоцерковский, В.Н. Котовский, М.И. Ништ, Р.М. Федоров. М.: Наука. 1988. 231 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belotserkovsky S.M., Kotovsky V.N., Nisht M.I., Fedorov R.M. Matematicheskoe modelirovanie ploskoparallel'nogo otryvnogo obtekanija tel [Mathematical models of plane separated flow on bodies]. Moscow. Nauka. 1988. 231 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Моделирование дальнего вихревого следа магистральных самолетов при взлете и посадке / А.С. Белоцерковский, А.С. Гиневский, Т.В. Погребная, С.Д. Шипилов // Успехи механики. 2003. Т. 2, № 4. С. 106-127</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Belotserkovsky Al.S., Ginevsky A.S., Pogrebnaya T.V., Shipilov S.D. Modelirovanie dalnego vikhrevogo sleda magistealnyskh samoletov na vzlete i posadke [Aircraft far vortex wake modeling during takeoff and landing]. Uspiekhi mekhaniki [Advances of Mechanics], 2003, vol. 2, no. 4, pp. 106–127. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гиневский А.C., Погребная Т.В., Шипилов C.Д. Моделирование натекания кольцевого вихревого жгута на плоский твердый экран // Доклады РАН. 2006. Т. 411. № 1. С. 55-57</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ginevsky A.S., Pogrebnaya T.V., Shipilov S.D. Modelirovanie natekaniya kolcevogo vikhrevogo jguta na tverdiy ploskiy ekran [Modeling of the impingement of a circular vortex ring on a plane solid screen]. Doklady RAN [Doklady Physics], 2006, vol. 51, no. 11, pp. 55–57. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Федяевский К.К., Гиневский А.C., Колесников А.В. Расчет турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости. Л.: Судостроение, 1973. 256 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fediaevsky K.K., Ginevskiy A.S., Kolesnikov A.V. Raschet turbulentnogo pogranichnogo sloya nesjimaemoy jidkosti [Calculation of turbulent boundary layer of incompressible fluid]. Leningrad. Sudostroenie [Shipbuilding]. 1973. 256 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
