Заключение.
С помощью метода LS-STAG численно исследовано
обтекание кругового профиля, совершающего вращательные колеба-
ния, при различных значениях амплитуды угловой скорости и безраз-
мерной частоты колебаний. Результаты расчетов хорошо согласуются
с экспериментальными [3, 4] и расчетными данными [2, 5, 6, 11] да-
же на сравнительно грубых сетках. Смоделированы наблюдавшиеся
в экспериментах эффекты сильного снижения лобового сопротивле-
ния при низкочастотных колебаниях профиля и стабилизации следа
за профилем, совершающим высокочастотные колебания. Информа-
ция о численном воспроизведении второго эффекта найдена только
в работе [8]. В случае низкочастотных колебаний максимальное сни-
жение лобового сопротивления (на 26% при
Re = 200
и на 53%
при
Re = 1000
) наблюдается при оптимальных значениях амплитуды
угловой скорости и безразмерной частоты колебаний, приведенных в
работе [6].
ЛИТЕРАТУРА
1.
Дейли Дж.
,
Харлеман Д.
Механика жидкости. М.: Энергия, 1971. 480 с.
2.
Приходько А.А.
,
Редчиц Д.А.
Математическое моделирование аэродинамики и
динамики вертикально-осевых ветроагрегатов // Вестник Харьковского нацио-
нального университета. Математическое моделирование. Информационные тех-
нологии. Автоматизированные системы управления. 2005. № 703. С. 178–197.
3.
Tokumaru P.T.
,
Dimotakis P.E.
Rotary oscillation control of a cylinder wake // J. Fluid
Mech. 1991. Vol. 224. P. 77–90.
4.
Taneda S.
Visual observation of the flow past a circular cylinder performing a rotary
oscillation // J. of the Physical Society of Japan. 1978. Vol. 45. No. 3. P. 1038–1043.
5.
Cheny Y.
,
Botella O.
The LS-STAG method: A new immersed boundary/level-set
method for the computation of incompressible viscous flows in complex moving
geometries with good conservation properties // J. Comput. Phys. 2010. Vol. 229.
P. 1043–1076.
6.
He J.W.
,
Glovinski R.
,
Metcalfe R.
,
Nordlander A.
,
Triaux J.P.
Active control and drag
optimization for flow past a circular cylinder. Part I: Oscillatory cylinder rotation //
J. Comput. Phys. 2000. Vol. 163. P. 87–117.
7.
Bergmann M.
,
Cordier L.
,
Brancher J.P.
Drag minimization of the cylinder wake by
trust-region proper ortogonal decomposition // Notes on Numerical Fluid Mechanics
and Multidisciplinary Design. 2007. Vol. 95. P. 309–324.
8.
Гувернюк С.В.
,
Дынникова Г.Я.
,
Дынников Я.А.
,
Малахова Т.В.
О стабилизации
следа за круговым цилиндром, совершающим высокочастотные вращательные
колебания // ДАН. 2010. Т. 432. № 1. С. 45–49.
9.
Пузикова В.В.
Решение систем линейных алгебраических уравнений методом
BiCGStab с предобуславливанием // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер.
Естественные науки. 2011. Спец. выпуск “Прикладная математика”. С. 124–133.
10.
Пузикова В.В.
Построение функции уровня для профиля произволь-
ной формы при моделировании его обтекания методом LS-STAG //
Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2012. URL:
.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 3
105
