Особенности построения сетки для моделирования процесса обледенения треугольного крыла сложной формы

В статье рассматривается задача о моделировании обледенения треугольного крыла самолета-демонстратора X-59. Рассматривается три варианта сеток на 1.1, 3.8, 9.6 млн. ячеек. Обледенение крыла моделируется с помощью решателя iceFoam, разработанного в рамках пакета OpenFOAM. Для решения задачи используется две сетки: первая во внешней области, вторая - для жидкой пленки у твердого тела. Для построения сетки газовой фазы используются утилиты blockMesh и snappyHexMesh в составе пакета OpenFOAM. Качество сетки газовой фазы, определяемое стандартной утилитой checkMesh, соответствует всем проверяемым требованиям. Однако, в ходе автоматического построения сетки жидкой пленки могут образовываться ячейки с неудовлетворительными параметрами, к которым, например, относится требование ограниченной неортогональности граней. В связи с этим обсуждается новый алгоритм исключения некачественных расчетных ячеек. Расчеты были проведены для моделей крыла самолета-демонстратора X-59 в масштабе 1:25 и 1:1 для случая рыхлого льда. Для разномасштабных моделей обеспечивалось неизменность чисел Рейнольдса и Маха. В тоже время неизменными параметрами в размерном виде были водность воздуха и медианный диаметр капель воды. Получены картины образования льда на верхней и нижней части крыла. Показано, что области обледенения разномасштабных моделей крыла могут существенно различаться даже при совпадении безразмерных комплексов подобия для газовой фазы. Сделан вывод о том, что многие экспериментальные и расчетные результаты по обледенению профилей небольшого размера трудно перенести на полномасштабные профили. Вычисления выполнялись на кластере ИСП РАН с использованием 48 или 96 ядер процессоров.