Применение метода расщепления по физическим процессам для расчета гиперзвукового обтекания пространственной модели летательного аппарата сложной формы

На примере внешнего гиперзвукового обтекания модели демонстрационного беспилотного самолета сложной формы X–43 исследуются возможности вычислительного комплекса, разработанного в ИПМех РАН. Программный комплекс включает генератор неструктурированных поверхностных и объемных расчетных сеток и серию компьютерных кодов, реализующих интегрирование полной системы уравнений Эйлера или Навье–Стокса с использованием метода расщепления по физическим процессам на неструктурированной сетке. Приведены результаты применения развитого численного метода на созданных неструктурированных расчетных сетках для трехмерного моделирования аэротермодинамики гиперзвукового летательного аппарата сложной конфигурации Х-43. Исследовалось поле течения и процессы теплообмена во всей области течения от головной ударной волны до дальнего следа. Изучалась конфигурация ударных волн, образующихся при обтекании гиперзвукового летательного аппарата. Исследовалось влияние угла атаки и скорости потока на поле течения, аэродинамические и тепловые характеристики поверхности ГЛА. Для каждого режима обтекания вычислялись интегральные аэродинамические характеристики X-43, коэффициенты подъемной силы $C_L$, коэффициенты силы лобового сопротивления $C_D$. На основе этих результатов получены зависимости аэродинамического качества K гиперзвукового летательного аппарата от числа Маха и угла атаки. Проведено сравнение данных летного эксперимента и испытаний X-43 в аэродинамической трубе с результатами численного моделирования.