E. A. Mitrukova, O. V. Mishchenkova, A. A. Chernova

SOME ASPECTS IN THE NUMERICAL SIMULATION OF THE AERODYNAMICS OF A NACA 0012 AIRFOIL

The paper discusses the numerical simulation of the aerodynamics of an airfoil at different angles of attack. Two approaches to determining the angle of attack are considered: by changing the position of the velocity vector of the oncoming flow and by changing the relative position of the flat airfoil. The value of the angle of attack varies in the range from −5 to +10°. Numerical simulation is performed with the openFoam package for solving continuum mechanics problems in the stationary setting based on finite volumes using the rhoSimpleFoam solver. The study results in the values of flow velocity and pressure, partially determined by the method of setting the angle of attack. A significant influence of the method of setting the angle of attack on the calculated aerodynamic coefficients is demonstrated. The mathematical correctness and numerical ambiguity of the considered approaches are assessed. A comparison among the drag coefficients, together with a qualitative analysis of the fields of physical quantities, shows incorrectness in determining the angle of attack by changing the position of the incoming flow velocity vector.

Е. А. Митрюкова, О. В. Мищенкова, А. А. Чернова

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ ПЛОСКОГО ПРОФИЛЯ NACA 0012

Работа посвящена вопросам численного моделирования аэродинамики профиля NACA 0012 при различных углах атаки. Рассмотрено два подхода к определению угла атаки: за счет изменения положения вектора скорости набегающего потока и за счет изменения относительного положения плоского аэродинамического профиля. Величина угла атаки варьируется в диапазоне от −5 до +10°. Численное моделирование проводилось с помощью пакета openFoam для решения задач механики сплошной среды в стационарной постановке на основе конечных объемов с использованием решателя rhoSimpleFoam. В результате исследования были получены значения скорости потока и давления, частично определяемые методом задания угла атаки. Показано существенное влияние метода задания угла атаки на расчетные аэродинамические коэффициенты. Дана оценка математической корректности и численной неоднозначности рассмотренных подходов. Сравнение коэффициентов сопротивления друг с другом в сочетании с качественным анализом полей физических величин показывает некорректность определения угла атаки путем изменения положения вектора скорости набегающего потока.

     

Библиографическая ссылка на статью

Mitrukova E. A., Mishchenkova O. V., Chernova A. A. Some Aspects in the Numerical Simulation of the Aerodynamics of a Naca 0012 Airfoil // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2024. - Iss. 3. - P. 29-40. -
DOI: 10.17804/2410-9908.2024.3.029-040. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2024-3/2024-3_451.html
(accessed: 16.07.2024).