Numerical simulation of compound wings wind tunnel test for wig effect vehicle

Abstract

This paper presents the comparison of numerical simulation results and wind tunnel experiment for compound WIG's wing. Numerical simulation was performed in the ANSYS Fluent software. The choice of the turbulence model and the computational mesh parameters, including the resolution of the boundary layer, are substantiated. Comparison of the results of the experiment and numerical simulation showed good convergence for middle density mesh about 7 million cells and first layer height 0.0001 m. Additional study for k-ε realizable and k-ω SST turbulence models was done. Its result founded much efficiency k-ε realizable model than k-ω SST turbulence models for compound WIG's wing. Numerical simulation takes less time and ensures the same accuracy. The results can be argued that the selected parameters of numerical simulation can be used to obtain the aerodynamic characteristics of various layout solutions for "type C" WIG craft.

Keywords: CFD, wing in ground effect (WIG), wing in ground craft, ANSYS FLUENT, compound wing, wind tube experiments, validation of results, turbulence model

References

Rozhdestvensky, K. V. Wing-in-ground effect vehicles / K. V. Rozhdestvensky //. – 2006. – Vol. 42, No. 3. – P. 211-283. – DOI 10.1016/j.paerosci.2006.10.001. – EDN LKBLCJ.

Лучков, А.Н. Оценка критериев эффективности гражданских экранопланов / А.Н. Лучков, Е.Ю. Чебан // Великие реки - 2020: Труды 22-го международного научно-промышленного форума, Нижний Новгород, 27–29 мая 2020 года. – Нижний Новгород: Волжский государственный университет водного транспорта, 2020. – С. 12.

Февральских А.В. Численное исследование влияния удлинения крыла на характеристики движения под действием экранного эффекта амфибийного судна на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой // Изв. КГТУ - 2019 - № 53 - С. 182-192.

Грамузов Е.М., Любимов В.И., Смирнов К.В., Соснов А.В., Февральских А.В. Автоматизированная оптимизация компоновки крыла и горизонтального оперения экраноплана по результатам численного моделирования аэродинамики // Морские интеллектуальные технологии. - 2019. - № 1 (43) - Т.3. - С. 3847.

Вшивков Ю.Ф., Галушко Е.А., Кривель С.М. Аэродинамическое проектирование экраноплана с высокими несущими свойствами на основе численного моделирования с применением ansys. В сборнике: Авиамашиностроение и транспорт Сибири. сборник статей IV Всероссийской научно-практической конференции. Иркутский государственный технический университет. 2014. С. 51-55.

Грамузов Е.М., Февральских А.В., Махнев М.С. Исследование продольной устойчивости экраноплана типа "летающее крыло" с использованием технологий вычислительной гидродинамики Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. 2020. № 60-61. С. 66-74.

Бродский С.А., Небылов А.В., Панферов А.И., Небылов В.А. Применение CFD для проектирования системы управления движением экраноплана Морские интеллектуальные технологии. 2020. № 1-1 (47). С. 186-192.

Maimun A. Aerodynamic Behavior of a Compound Wing Configuration in Ground Effect. Jurnal Teknologi. Malasia. 2014

Yang W. Effects of design parameters on longitudinal static stability for WIG craft. International Journal of Aerodynamics. China. 2010.

Февральских, А.В. Разработка методики проектирования аэрогидродинамической компоновки амфибийного судна на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой на основе численного моделирования: дис. … канд. техн. наук.- Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. - 175 с.

Jia, Q., Yang, W., Yang, Z. Numerical study on aerodynamics of banked wing in ground effect, Tongji University, Shanghai, China, 2016. – 520 p.

Абдуллин А.П. Аэродинамические характеристики и продольная устойчивость схематизированной модели экраноплана самолетной схемы на крейсерском режиме полета // Сборник докладов XI международной научной конференции по амфибийной и безаэродромной авиации «Гидроавиасалон-2016». Часть 1. Геленджик, 2016. – 278 с.

Визель Е.П., Захарченко Ю.А., Григорьев А.А., о влиянии дополнительных несущих поверхностей на аэродинамические характеристики экраноплана самолетной схемы. // Сборник докладов X международной научной конференции по амфибийной и безаэродромной авиации «Гидроавиасалон-2014». Часть 1. Геленджик, 2014. – 260 с.

Ляскин А.С., Фролов В.А., Расчёт аэродинамических профилей по моделям идеальной и вязкой жидкости. ФГБОУ Самарский государственный университет им. Академика С.П. Королева (НИУ). Самара. – 2011. – 26 с.

Author Biographies

Egor Yu. Cheban , Volga State Unuversity of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

doctor of Technical Sciences, Associate Professor, professor of Department of Hydrodynamics, Ship Theory and Environment Safety of Ships Volga State University of Water Transport, 603905, Nizhny Novgorod, Nesterova 5

Andrey N. Luchkov , JSC «NCV Mil and Kamov», Moscow, Russia

engineer, Moscow Aviation Institute (national research university), Volokolamskoeshosse, 4, Moscow, 125993, e-mail: a.luchok.n@gmail.com

Published
19-06-2023
How to Cite
Cheban, E. Y., & Luchkov, A. N. (2023). Numerical simulation of compound wings wind tunnel test for wig effect vehicle. Russian Journal of Water Transport, (75), 108-117. https://doi.org/10.37890/jwt.vi75.358
Section
Shipbuilding, ship repair, and ecological safety of the ship