Заседание семинара "Общеинститутский семинар" 08.10.2025 в 14-00. "Эффективные численные методы и алгоритмы решения задач аэродинамики с подвижными объектами на неструктурированных сетках", Саразов Алексей Владимирович

Доклад посвящён построению расчётных методик для моделирования процесса обтекания газом тел с изменяемой формой на основе использования произвольных неструктурированных расчётных сеток. В рамках диссертационной работы разработаны и реализованы два подхода к моделированию данного класса задач: методы расчёта на деформируемых расчётных сетках и методы расчёта на основе сеток с перекрытиями.

Применительно к методам на деформируемых неструктурированных сетках разработаны численные схемы расчёта на основе применения условия геометрической консервативности. Консервативность численных схем обеспечивается предложенным в диссертационной работе методом расчёта вектора скорости грани. Дополнительно разработаны и реализованы модификации известного алгоритма деформирования расчётной сетки, которые позволяют существенно снизить вычислительную сложность этапа изменения неструктурированной дискретной модели без потери точности получаемых результатов.

Альтернативой метода на деформируемых расчётных сетках является технология расчёта на сетках с перекрытиями. Ключевым аспектом методики расчёта на сетках с перекрытиями является построение интерполяционного шаблона для взаимодействия двух и более неструктурированных сеток в рамках одного расчёта. Моделирование на сетках с перекрытиями всегда сопряжено с маркировкой, которая является первым этапом построения интерполяционного шаблона. Операция маркировка предназначена для исключения из вычислительного процесса нерасчётных ячеек. В работе детально обсуждается вопросы построения автоматизированного алгоритма операции маркировки применительно к произвольным неструктурированным расчётным сеткам. Дополнительно представлены алгоритмы учёта контакта непроницаемых границ друг с другом, что расширяет область применения методики расчёта на сетках с перекрытиями. Взаимодействие отдельных сеток друг с другом осуществляется на основе графа отношений донор-акцептор с применением методов интерполяции. В работе представлены как стандартные методы интерполяции, таки методы интерполяции на основе градиентов и методом весовых функций на расширенном четырёхточечном шаблоне.

Применение разработанных методик расчёта продемонстрировано на задачах моделирования выполнения современным летательным аппаратом сброса груза и фигур высшего пилотажа.