Studying the influence of the turbulence model on the aerodynamic characteristics of a cruise missile model

• Autorzy: Maślanka Wojciech , Kachel Stanisław , Frant Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.7679

Warianty tytułu

PL

Badanie wpływu modelu turbulencji na charakterystyki aerodynamiczne modelu pocisku manewrującego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents the study of the turbulence model’s influence on aerodynamic characteristics of a cruise missile model obtained during numerical calculations conducted using ANSYS Fluent Release 2023R1 software. Three turbulence models (i.e. Spalart-Allmaras, realizable k-ε and SST k-ω), as well as three computational meshes with a different refinement in a boundary layer region, were investigated. The results were analyzed and compared to characteristics obtained experimentally in the low-speed aerodynamic tunnel at the Military University of Technology (Warsaw, Poland).

PL

W artykule przedstawiono badanie wpływu modelu turbulencji na charakterystyki aerodynamiczne modelu pocisku manewrującego, uzyskane na drodze obliczeń numerycznych w programie ANSYS Fluent Release 2023R1. Zastosowano trzy modele turbulencji (Spalart-Allmaras, realizable k-ε oraz SST k-ω), jak również trzy siatki obliczeniowe, różniące się zagęszczeniem elementów w rejonie warstwy przyściennej. Wyniki poddano analizie oraz porównano z charakterystykami uzyskanymi na drodze badań eksperymentalnych w tunelu aerodynamicznym małych prędkości Wojskowej Akademii Technicznej (Warszawa, Polska).

Słowa kluczowe

EN

computational fluid dynamics; CFD; aerodynamics; wind tunnel

PL

obliczeniowa dynamika płynów; CFD; aerodynamika; tunel aerodynamiczny

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 54, iss. 3
• Strony: 1--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Maślanka Wojciech

• Military University of Technology (Wojskowa Akademia Techniczna), Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4445-7999

autor

Kachel Stanisław

• Military University of Technology (Wojskowa Akademia Techniczna), Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7340-8192

autor

Frant Michał

• Military University of Technology (Wojskowa Akademia Techniczna), Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1372-9242

Bibliografia

• 1. M. Gajzler, „Europejskie pociski manewrujące cz. II : Taurus KEPD 350”, Dziennik Zbrojny, 2013. Available: dziennikzbrojny.pl.
• 2. C. Galiński, Wybrane zagadnienia projektowania samolotów, Warszawa: Biblioteka Instytutu Lotnictwa, 2016. Available: ilot.lukasiewicz.gov.pl.
• 3. T. Mahnken, The Cruise Missile Challenge, Washington, DC, USA: Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2005. Available: csbaonline.org.
• 4. W. Wiśniowski, Polskie tunele aerodynamiczne na tle konstrukcji światowych, Warszawa: Biblioteka Instytutu Lotnictwa, 2016.
• 5. Z. Kazimierski, Podstawy mechaniki płynów i metod komputerowej symulacji przepływów, Łódź: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2004.
• 6. S. N. Skinner and H. Zare-Behtash, “State-of-the-art in aerodynamic shape optimisation methods”, Applied Soft Computing, Vol. 62, January 2018, pp. 933-962. DOI: 10.1016/j.asoc.2017.09.030.
• 7. B. Chlebny, W. Sobieraj and S. Wrzesień, Mechanika płynów. Warszawa: Wydział wydawniczy WAT, 2003.
• 8. W. Maślanka, S. Kachel and M. Frant, Badanie wpływu parametrów siatki obliczeniowej na charakterystyki aerodynamiczne modelu pocisku manewrującego, XXVIII Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, Pisz, 13th-17th of May 2024.
• 9. R. Szczepaniak, S. Walusiak, R. Bąbel, Ł. Mazurek, W. Stryczniewicz and G. Kowaleczko, “Water Tunnel Visualization and Numerical Analysis of Flow Around TS-11 Iskra Wing With Flow Control Surfaces”, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 24, No. 2, 2017. DOI: 10.5604/01.3001.0010.2944
• 10. R. Kamiński, M. Tybura, Z. Winczura and A. Żyluk, “Modelling the Flight Dynamics of Aerial Target Imitator”, Journal of KONBiN, Vol. 48 (1): 134-148, 2018, DOI: 10.2478/jok-2018-0050.
• 11. M. Frant, S. Kachel and W. Maślanka, “Gust Modeling with State-of-the-Art Computational Fluid Dynamics (CFD) Software and Its Influence on the Aerodynamic Characteristics of an Unmanned Aerial Vehicle”, Energies 16, 6847, 2023. DOI: 10.3390/en16196847.
• 12. K Surmacz and G. Kowaleczko, “Study on the Effect of the Descent Rate of a Helicopter in the Vortex Ring Conditions”, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 23, No. 1 2016. DOI: 10.5604/12314005.1213538.
• 13. P. Maślanka et al., “Influence of material degradation on deformation of paraglider during flight”, Materials, Vol. 16, No. 15, p. 5396, 2023. DOI:10.3390/ma16155396.
• 14. K. Tsiakas et al., “Discrete and Continuous Adjoint-Based Aerostructural Wing Shape Optimization of a Business Jet”, Fluids 9, 87, 2004. DOI: 10.3390/fluids9040087.
• 15. Janes. [Online] janes.com.
• 16. Z. Wojciechowski, M. Frant, Adaptacja tunelu aerodynamicznego małych prędkości do badań w niskich temperaturach, I Międzynarodowa Konferencja „Mechanika w Lotnictwie", Warszawa, 2002.
• 17. A. Pope, Wind-Tunnel Testing, USA: John Wiley & Sons, 1954.
• 18. Ansys Fluent User's Guide, Canonsburg, PA, USA: ANSYS Inc., 2024.
• 19. Ansys Fluent Theory Guide, Canonsburg, PA, USA: ANSYS Inc., 2024.
• 20. W. Maślanka, S. Kachel and M. Frant, “Experimental and Numerical Determination of the Aerodynamic Characteristics of a Cruise Missile Model”, Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Engineering, Vol. 15, No. 2, pp. 37-46, 2024. DOI: 10.5604/01.3001.0054.6151.
• 21. M. D. Van Dyke, High-speed subsonic characteristics of 16 NACA 6-series Airfoil Sections, USA: NACA, 1952. Available: ntrs.nasa.gov.