| Περίληψη: | Τις προηγούμενες δεκαετίες η αεροδιαστημική βιομηχανία έχει δει πολλές αλλαγές, από ακροπτερύγια για βελτίωση της απόδοσης πτήσης έως νέα υλικά που χρησιμοποιούνται για ελαφρύτερες δομές αεροσκαφών, όλα σε μια προσπάθεια να καταστούν οι πτήσεις πιο βιώσιμες και φιλικές προς το περιβάλλον. Η αύξηση της υπολογιστικής ισχύος επέτρεψε σε εταιρείες, ακόμη και χωρίς πειραματικές εγκαταστάσεις, να σχεδιάσουν, να δοκιμάσουν και να αναπτύξουν καινοτόμες ιδέες γρηγορότερα από ποτέ με τη χρήση υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, η οποία επιτρέπει προσομοιώσεις σχετικά χαμηλού κόστους, σε σύγκριση με δοκιμές πλήρους κλίμακας σε αεροσήραγγα. Σε αυτή την εργασία, διεξάγεται υπολογιστική μελέτη πλήρους κλίμακας (1:1) και μικρής κλίμακας (1:100) του Orbiter του Space Shuttle, στις υποηχητικές (7, 14, 28, 56 m/s) και μια υπερηχητική ταχύτητα (Mach 1.5) ροής, χρησιμοποιώντας τα μοντέλα τύρβης Spalart-Allmaras και k-ω SST. Εφαρμόζονται τυπικές πρακτικές για τη σωστή υπολογιστική προσομοίωση των ροών, δεδομένης της μη συμβατικής γεωμετρίας και της περιορισμένης υπολογιστικής ισχύος που διατίθεται για τις προσομοιώσεις. Στη συνέχεια, η μελέτη CFD συμπληρώνεται από μια πειραματική μελέτη αεροσήραγγας που έγινε με ένα 3D-εκτυπωμένο μοντέλο μικρής κλίμακας (1:100) στο εργαστήριο της Μηχανικής των Ρευστών. Αν και σε διαφορετικούς αριθμούς Reynolds, γίνεται σύγκριση των δύο μοντέλων τύρβης των υπολογιστικών αποτελεσμάτων πλήρους και μικρής κλίμακας με τα πειραματικά αποτελέσματα μικρής κλίμακας. Τα αποτελέσματα της πλήρους κλίμακας υπολογιστικής μελέτης δείχνουν ότι οι αεροδυναμικοί συντελεστές της άντωσης και της οπισθέλκουσας του Orbiter, είναι πρακτικά ίδιοι για όλες τις υποηχητικές ταχύτητες, ενώ οι τιμές τους αλλάζουν στην υπερηχητική ταχύτητα.
|
|---|
