Изощренную гидродинамику применили для расчета шума авиадвигателя
Исследовательский центр Эймса NASA провел при помощи программного комплекса вычислительной гидродинамики LAVA расчет шумности открытого винтовентилятора перспективного турбоэлектрического авиационного двигателя. Как пишет Aviation Week, для расчетов шумности впервые был использован метод погруженной границы.
В ходе вычислений в программном обеспечении было проведено моделирование работы двигателя с открытым винтовентилятором на низких и высоких оборотах. Общая продолжительность моделирования составила три недели. Расчеты проводились для 350 миллионов узловых точек сетки на петафлопсном суперкомпьютере Pleiades, имеющем 211872 вычислительных ядра.
Расчеты проводились для подтверждения точности метода погруженной границы, который в перспективе планируется использовать в проектировании авиационных двигателей. Полученные данные исследователи сравнили с данными реальных испытаний модели авиационного двигателя General Electric с открытым винтовентилятором в аэродинамической трубе в Исследовательском центре Глена.
При сравнении выяснилось, что расчетные показатели довольно точно совпали с реальными. Во время вычислений задействовались от 500 до двух тысяч вычислительных ядер суперкомпьютера. Исследователи теперь намерены доработать программное обеспечение, чтобы оно вело расчеты точнее и быстрее, используя при этом меньшие вычислительные мощности.
Метод погруженной границы позволяет рассчитывать обтекание сложных по форме и динамике объектов. В этом методе используются раздельные расчеты для жидкости и параметров погруженного объекта. Таким образом производится экономия вычислительных ресурсов на моделировании течения жидкости для переноса их на этап ее взаимодействия с погруженной границей.
Для ускорения и оптимизации вычислений в методе погруженной границы вводятся две раздельные расчетные сетки: декартова и лагранжева. Первая как раз и позволяет моделировать жидкость, а вторая погруженный объект. Традиционные методы вычислительной гидродинамики требуют для моделирования построения расчетных сеток для каждого временного слоя, что значительно усложняет алгоритмы и требует много времени.
Прототип получил сертификат летной годности и готовится к первому полету
Американская компания Boom Supersonic приступила к рулежным испытаниям технологического демонстратора сверхзвукового пассажирского самолета XB-1, который готовится совершить первый полет с аэродрома аэрокосмического центра в пустыне Мохаве. Компания также сообщила, что прототип XB-1 недавно получил сертификат летной годности от Федерального управления гражданской авиации США, разрешающий проведение испытательных полетов. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Американская компания Boom Supersonic занимается разработкой экспериментального самолета-демонстратора XB-1 «Baby Boom» с начала 2010-х. С его помощью она собирается испытать ряд технологий, которые затем будут применены в сверхзвуковом пассажирском самолете Overture, рассчитанном на перевозку от 65 до 80 пассажиров с крейсерской скоростью 1,7 Маха на расстояние до 7870 километров. XB-1 представляет собой уменьшенную версию пассажирского самолета с двухместной кабиной в масштабе одной трети от размеров Overture. Размах оживального крыла XB-1 составляет 5,2 метра, длина фюзеляжа — 21,6 метра, взлетная масса прототипа — около шести тонн. В конструкции самолета широко используются композитные материалы, а также титан. Расположенные в хвостовой части три двигателя General Electric J85-15 работают на синтетическом топливе и выдают суммарную тягу около 55 килоньютон. Они должны разгонять «Baby Boom» до крейсерской скорости 2,2 Маха. Выкатка полностью собранного прототипа состоялась в 2020 году, а в 2022 начались испытания двигателей. Затем XB-1 перевезли из ангара компании в городе Сентенниал, расположенном в штате Колорадо, в аэрокосмический центр в пустыне Мохаве в штате Калифорния. С момента прибытия в Мохаве самолет начал проходить программу наземных испытаний. В нее включены испытания на рулежных дорожках, которые начались на прошлой неделе. Во время рулежных испытаний XB-1 разгоняется с помощью собственных двигателей, набирает определенную скорость, но не отрывается от земли. Также компания сообщила, что прототип XB-1 недавно получил сертификат летной годности в экспериментальной категории от Федерального управления гражданской авиации США, разрешающий испытательные полеты прототипа. https://www.youtube.com/watch?v=Hg9pHnQ4zTs Первый полет XB-1 должен состояться после завершения всех наземных испытаний. Летчики-испытатели Билл Шумейкер и Тристан Бранденбург готовятся к предстоящему полету, отрабатывая основные операции на тренажере, а также на учебно-тренировочном самолете T-38, который будет сопровождать XB-1 в его первом вылете. Успешный полет XB-1 предоставит ценные данные по различным аспектам, включая аэродинамику, воздействие звукового удара и эффективности использования синтетического топлива. Подробнее о перспективах возрождения сверхзвуковых пассажирских самолетов читайте в нашем материале «Включите сверхзвук».