Mathematical and software support for 3D mathematical modelling of the airflow impact on the optical-mechanical unit mounted in the aircraft unpressurized compartment

Рассмотрена задача трехмерного математического моделирования воздействия воздушного потока на оптико-механический устройство (ОМУ), размещенное в негерметизированном отсеке летательного аппарата (ЛА). Для решения указанной задачи разработана математическая модель газовой динамики, основанная на решении полной системы уравнений Навье–Стокса, которая описывают динамику турбулентного, пространственного нестационарного течения вязкого газа. Создано программное обеспечение для имитационного моделирования процесса обтекания модели ОМУ в отсеке ЛА. Воздействие воздушного потока на OMУ описывается крутящим моментом, действующим на OMУ со стороны воздушного потока. Приведен численный метод решения трехмерной газодинамической задачи. Численный метод базируется на численной схеме С.К. Годунова повышенного порядка точности, реализуемой на нерегулярной расчетной сетке с произвольными ячейками (тетраэдральной, призматической формы). Потоки консервативных переменных рассчитываются с помощью решения задачи Римана приближенным AUSM методом. Система уравнений дополнена двухпараметрической $k$-моделью турбулентности, модифицированной для расчетов высокоскоростных сжимаемых течений. Для существенного сокращения затрат вычислительных ресурсов предложено использовать стохастические модели воздействия воздушного потока на ОМУ. Описывается общий алгоритм моделирования.