TurMMAC Afterbody Application Challenge - Final Analysis

Författare:

  • Wallin Stefan
  • Tormalm Magnus
  • Lillberg Eric

Publiceringsdatum: 2004-01-01

Rapportnummer: FOI-R--1493--SE

Sidor: 33

Skriven på: Engelska

Nyckelord:

  • Bakkroppsströmning
  • separerad strömning
  • motorstråle
  • turbulensmodellering
  • afterbody flow
  • separated flow
  • jet flow
  • turbulence modelling

Sammanfattning

Bakkroppsströmning är en av tre utmaningar för militära flygande plattformar som har studerats inom TurMMAC, ett bilatteralt samarbetsprojekt mellan Storbritannien och Sverige. Focuset är motståndsprediktering, spridning och omblandning av motorstrålen (för att reducera IR-signatur). En supersonisk axisymmetrisk bakkropp analyserades av tre partner med olika CFD koder. Turbulensen modellerades med olika modeller från standard virvel-viskositets modeller till explicita algebraiska Reynolds-spännings modeller. Den komplexa strömningsfysiken var åtminstone kvalitativt upplöst och förstådd. Turbulensmodelleringen var kritiskt för en noggrann prediktering av den aerodynamiska prestandan. Som kvalitetsmått användes att noggrannheten hos det predikterade motståndet inducerat av bakkroppen inte ska överstiga 0.5 % av det uppskattade totala motståndet. Detta kunde uppfyllas. Ytterligare ett testfall studerades som var mer relevant för parameterområdet hos UAV´er, nämligen transonisk strömning runt en rektangulär bakkropp och motorstråle. Detta fall beräknades med explicita algebraiska Reynoldsspänningsmodeller. Väggtrycksfördelningen var noggrannt predikterat, men motorstrålens utveckling och omblandning med den omgivande luften var inte lika väl predikterad. I huvudsak stämmer CFD analyserna av detta fall rimligt väl överens med experimentella data.