О дополнительных «многомасштабных» критериях подобия для экспериментальной отработки изделий аэрокосмической техники

DOI: 10.34759/vst-2023-1-91-97

Авторы

Хатунцева О. Н.^*, Шувалова А. М.^**

*e-mail: olga.khatuntseva@rsce.ru
**e-mail: nuts97@inbox.ru

Аннотация

При создании изделий аэрокосмической техники особую роль играет этап их экспериментальной отработки [1–5]. Функционирование изделий в условиях возможного турбулентного режима создает определенные трудности для корректного проведения экспериментов на аэродинамических моделях с целью дальнейшего правильного переноса полученных данных на натурное изделие. Учет производства энтропии за счет стохастических возмущений при моделировании турбулентных режимов течения позволил определить дополнительные критерии подобия, которые, по сути, являются аналогами известных критериев подобия, но описывают «многомасштабные» гидро- и аэродинамические процессы. Исследованы вопросы, связанные с учетом «многомасштабных» критериев подобия для выбора «правильного» размера шероховатости поверхности и соответствующих технологических подходов при создании аэродинамических моделей для проведения экспериментальных исследований.

Ключевые слова:

натурные и численные аэродинамические эксперименты, аэродинамическая модель, турбулентное течение, критерии подобия, технологии на основе SLS-печати

Библиографический список

1. Пигусов Е.А. Экспериментальное исследование адаптивной механизации крыла транспортного самолета на взлетно-посадочном режиме // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 39-47. DOI: 10.34759/vst-2021-4-39-47
2. Петроневич В.В., Лютов В.В., Манвелян В.С., Куликов А.А., Зимогоров С.В. Исследования по калибровке шестикомпонентных вращающихся тензометрических весов для испы-таний винтов летательных аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 48–61. DOI: 10.34759/vst-2021-4-48-61
3. Ермаков В.Ю. Экспериментально-математическое моделирование длинномерной конструкции на основе ре-зультатов частотных испытаний // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 29–40. DOI: 10.34759/ vst-2022-3-29-40
4. Вовк М.Ю., Лещенко И.А., Даничев А.В., Гребеньков П.А., Горшков А.Ю. Калибровка математической модели газотурбинного двигателя по данным стендовых испытаний с помощью методов комбинаторного анализа в программном комплексе THERMOGTE // Вестник Московского авиационного институ-та. 2022. Т. 29. № 2. С. 144–157. DOI: 10.34759/vst-2022-2- 144-157
5. Болсуновский А.Л., Бузоверя Н.П., Крутов А.А., Курилов В.Б., Сорокин О.Э., Чернышёв И.Л. Расчетные и экспериментальные исследования возможности создания се-мейства транспортных самолетов различной грузоподъемности // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 2. С. 7–19. DOI: 10.34759/vst-2022-2-7-19
6. Хатунцева О.Н. Обобщенное аналитическое решение плоской задачи Пуазейля для турбулентного режима те-чения несжимаемой жидкости // Труды МАИ. 2022. № 123. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID = 165492
7. Хатунцева О.Н. О нахождении обобщенного аналитического решения плоской задачи Куэтта для турбулентно-го режима течения жидкости // Труды МАИ. 2022. № 122. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID = 164194
8. Хатунцева О.Н. О нахождении обобщенного аналитического решения задачи Хагена–Пуазейля для тур-булентного режима течения жидкости // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID = 158211
9. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Теоретическая физика: Учебное пособие: В 10 т. Т. X. Физи-ческая кинетика. — М.: Наука, 2002. — 536 с.
10. Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической устойчивости. — М.: Физмалит, 2005. — 288 с.
11. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие. В 10 т. Т.VI. Гидродинами-ка. — М.: Физматлит, 2001. — 736 с.
12. Брутян М.А., Будаев В.П., Волков А.В. и др. Влияние фрактальной микроструктуры обтекаемой поверхности на характеристики турбулентного пограничного слоя // Учёные записки ЦАГИ. 2013. Т. 44. № 4. С. 15–30.
13. Шувалова А.М., Трашков Г.А. Проблемы изготовления аэродинамических моделей для испытаний и их решения с использованием аддитивных технологий // XXII Научно-техническая конференция учёных и специалистов (13–17 сентября 2021, Королев): Сб. тез. докл. — Королёв: РКК «Энергия», 2021. С. 59.
14. Филимонов А.С., Шувалова А.М., Галиновский А.Л., Королёв А.Н. Анализ качества поверхности и внутренней структуры материала деталей ракетно-космической техники при использовании тех-нологии селективного лазерного спекания // XLVI Академические чтения по космонавтике (25–28 января 2022): Сб. тез. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2022. Т. 4. С. 209–201.
15. Flodberg G., Petterson H., Yang L. Pore analysis and mechanical performance of selective laser sintered objects // Additive Manufacturing. 2018. Vol. 24, pp. 307–315. DOI: 10.1016/j.addma.2018.10.001
16. Bourell D., Watt T., Leigh D.K., Fulcher B. Performance limitations in polymer laser sintering // Physics Procedia. 2014. Vol. 56, pp. 147–156. DOI: 10.1016/j.phpro.2014.08.157
17. Gibson I., Rosen D., Stucker B. Additive manufacturing technologies: 3D printing, rapid pro-totyping, and direct digital manufacturing. — 2nd ed. — New York: Springer-Verlag, 2015. — ‎519 p. DOI: 10.1007/978-1-4939-2113-3
18. Никитченко Ю.А. Феноменологическая модель граничных условий на твердой поверхности // Вестник Москов-ского авиационного института. 2012. Т. 19. № 3. С. 5–14.
19. Никитченко Ю.А. Моментные модели для течений с большим числом Маха // Вестник Московского авиационно-го института. 2014. Т. 21. № 4. С. 39–48.
20. Бойко А.В., Корнилов В.И. О возможности снижения турбулентного трения с помощью вертикаль-ных устройств разрушения вихрей // Теплофизика и аэромеханика. 2009. Т. 16. № 4. С. 583–596.