Чтобы предотвратить возможное повреждение оборудования авианосца и стоящих позади летательных аппаратов горячими газами работающих на максимальных режимах двигателей самолетов, в составе авиационно-технических средств корабля предусмотрены подъемные преграды – газоотражательные щиты (ГОЩ), которые устанавливаются на пути распространения горячих газовых струй.

При проектировании газоотражательных щитов актуальным для моделирования и расчета является изготовление электронных атласов (ЭА), содержащих информацию о распределении газотермодинамических параметров на позиции ГОЩ. С помощью таких электронных атласов заказчик может определить границы зоны безопасности и, в соответствии с ними, разместить мобильные измерительные модули, которые будут обеспечивать инструментальное определение газодинамических параметров в выбранных точках позиции ГОЩ.

Для изготовления электронных атласов специалистам компании «МЦД» потребовалось решить следующие задачи:

• провести расчёты взаимодействия газовых струй ракетных двигателей летательного аппарата с газоотражательным щитом;
• выполнить обработку результатов газодинамических расчётов и сгенерировать массив данных, содержащий информацию о распределении газотермодинамических параметров на позиции ГОЩ.

Численное моделирование и обработка расчётных данных выполнялись в программном комплексе инженерного анализа Ansys.

В первую очередь специалистами «МЦД» было выполнено построение геометрической трёхмерной модели расчётной области течения на позиции ГОЩ. Построение модели производилось в программном модуле Ansys DesignModeler. Эти данные были использованы как входные для построения расчётной сетки в Ansys Meshing. Полученные данные в свою очередь использовались для постановки и решения задач в программном модуле Ansys Fluent.

При проведении расчётов на вариантах задач, где поперечная оси сопел составляющая скорости ветра равна нулю, расчётная область определялась лишь для половины позиции ГОЩ. Расчётная область, в таком случае, ограничивалась срединной плоскостью симметрии, проходящей между осями сопел двигателя. Для остальных вариантов, где необходимо учесть воздействие бокового ветра, расчёт течения производился целиком для всей области на позиции ГОЩ.

Система координат, относительно которой производилось построение массива точек, привязана к конструктивным размерам ЛА.

В результате специалистами «МЦД» была проведена серия расчетов по определению газотермодинамической обстановки на позиции ГОЩ для 792 задач. Расчеты данных задач производились на расчётных сетках размером от 1,5 до 3 млн. ячеек. Машинное время, затраченное на решение одной задачи, составило примерно 8-10 часов.

После получения файлов результатов была произведена обработка данных в программном модуле CFD Post в соответствии с требованиями ТЗ.

Для ускорения процесса обработки данных, работа в комплексе выполнялась с помощью макросов.

Макросы определяют сценарий обработки расчётных данных и генерацию цифровых массивов полей распределения газотермодинамических параметров процессов на позиции ГОЩ в программном модуле Ansys CFD-Post.

По окончании работы с макросами были получены ЭА полей распределения газодинамических параметров процессов на позиции ГОЩ.