DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v27r106

Адаптация сеток методом октодерева для моделирования сверхзвукового обтекания летательных аппаратов и расчета концевого вихря

Авторы

  • А.Е. Луцкий
  • А.В. Северин

Ключевые слова:

адаптивные сетки
октодерево
декартовы сетки
вихревые течения

Аннотация

Представлены решения задач сверхзвукового обтекания экспериментального летательного аппарата X-43 и моделирования концевого вихря на крыле с применением оригинального типа адаптивных сеток, использующих принцип октодерева и нерегулярную базовую сетку. В отличие от традиционных адаптивных декартовых сеток, ячейки базовой сетки здесь могут иметь форму не только куба и параллелепипеда, а произвольного косоугольного шестигранника и могут быть соединены любым способом. Это позволяет учесть геометрию и известные особенности решения еще в базовой сетке и использовать адаптацию только для заранее неизвестных особенностей решения. При той же точности размер сетки получается значительно меньше, чем при традиционном подходе. Средства работы с сеткой реализованы в виде независимой от аэродинамической части программы библиотеки функций, использующих MPI.


Загрузки

Опубликован

2026-02-27

Выпуск

Том 27 (2026): Выпуск 1.

Раздел

Методы и алгоритмы вычислительной математики и их приложения

Авторы

А.Е. Луцкий

Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН)

• главный научный сотрудник

А.В. Северин

Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН)

• научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. R. A. Finkel and J. L. Bentley, “Quad Trees a Data Structure for Retrievalon Composite Keys,” Acta Informatica 4 (1), 1–9 (1974).
    doi 10.1007/BF00288933
  2. S. K. Grigoriev, D. A. Zakharov, M. A. Kornilina and M. V. Yakobovskiy, “Dynamic Load Balancing Using Adaptive Locally Refined Meshes,” Mat. Model. 35 (12), 69–88 (2023)[Mathematical Models and Computer Simulations 16 (2), 280–292 (2024)].
    doi 10.1134/S2070048224020091
  3. S. K. Grigoriev and P. A. Kuchugov, “Algorithm for applying the structuraladaptation criterion to solve problems using adaptive mesh refinement,” Numerical Methods and Programming 26 (4), 410–421 (2025).
    doi 10.26089/NumMet.v26r427
  4. M. J. Aftosmis, M. J. Berger and J. E. Melton, “Robust and Efficient CartesianMesh Generation for Component-Based Geometry,” J. AIAA (1997).
    https://www.nas.nasa.gov/publications/software/docs/cart3d/pages/publications/AIAA-97-0196.pdf Cited February 18, 2026.
  5. L. Maréchal, “All hexahedral boundary layers generation,” ProcediaEngineering 163, 5–19 (2016).
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816333112 Cited February 18, 2026.
  6. H. Tong, E. Halilaj and Y. J. Zhang, “HybridOctree_Hex: Hybrid octree-based adaptiveall-hexahedral mesh generation with Jacobian control,” Journal of ComputationalScience 78, Article Number 102278 (2024).
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877750324000711 Cited February 18, 2026.
  7. S. Jia, G. Wang, Z. Pan and X. Yu, “A real-time deformable cutting method combining auniform grid of linked voxels and an octree of linked voxels,” Multimedia Tools andApplications 84, 48413–48445 (2025).
    https://link.springer.com/article/10.1007/s11042-025-21037-0 Cited February 18, 2026.
  8. X. Gao and C. P. T. Groth, “A Parallel Solution – Adaptive Method forThree-Dimensional Turbulent Non-Premixed Combusting Flows,” Journal of ComputationalPhysics 229 (9), 3250–3275 (2010).
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021999110000161 Cited February 18, 2026.
  9. J. Smagorinsky, “General Circulation Experiments with the Primitive Equations: I. The Basic Experiment,” Monthly Weather Review 91 (3), 99–164 (1963).
  10. I. Men’shov and Y. Nakamura, “Hybrid Explicit-Implicit, Unconditionally Stable Schemefor Unsteady Compressible Flows,” J. AIAA. 42 (3), 551–559 (2004).
  11. W. C. Engelund, S. D. Holland, C. E. Jr. Cockrell and R. D. Bittner, “Propulsion System AirframeIntegration Issues and Aerodynamic Database Development for the Hyper-X FlightResearch Vehicle,” in 14th International Symposium on Airbreathing Engines, Florence, Italy, September 5–10, 1999(ISABE 99-7215, 1999).
    https://ntrs.nasa.gov/citations/20040086964 Cited February 19, 2026.
  12. A. E. Lutsky and A. V. Severin, “Numerical Study of Flow X-43 Hypersonic AircraftUsing Adaptive Grids,” Preprints of KIAM RAS. № 102 (2016).
    doi 10.20948/prepr-2016-102
  13. V. E. Borisov, T. V. Konstantinovskaya, A. E. Lutsky and Y. V. Khankhasaeva, “Comparison of Turbulence Models for a Supersonic Tip VortexSimulation,” Preprints of KIAM RAS. № 71 (2022).
    https://keldysh.ru/papers/2022/prep2022_71.pdf Cited February 19, 2026.

Лицензия

Copyright (c) 2026 А.Е. Луцкий, А.В. Северин

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.