Отзыв ведущей организации (Анализ и оценка эффективности методов, обеспечивающих ускорение перехода к численно разрешаемой турбулентности при использовании незонных гибридных подходов к расчету турбулентных течений)

подсеточной модели (отличной от дифференциальной версии алгебраическоймодели Смагоринского, заложенной в оригинальной формулировке метода DES), атакже для реализации рассматриваемых вихреразрешающих подходов предлагаетновую гибридную схему аппроксимации невязких потоков, адаптированную кновым модификациям DDES подхода и способствующую лучшему разрешениютурбулентных структур при обеспечении устойчивости численного алгоритма.Актуальность работы определяется необходимостью совершенствованияметодов численного моделирования сложных турбулентных течений, характерныхдля широкого круга приложений.

По признанным оценкам самых известныхспециалистов в мире, при прогнозируемых темпах развития вычислительнойтехники прямое численное моделирование турбулентных течений будет возможно, влучшем случае, к концу нынешнего века. В то же время расчёт существеннонестационарных турбулентных течений остро востребован промышленностью. Внастоящее время практически единственным способом предсказать такие течениячисленносприемлемойвихреразрешающиеточностьюгибридныеявляютсяRANS-LESдостаточноподходыи,втомсложныечисле,рассматриваемые в работе методы семейства DES.Основной целью работы является стремление автора «навести порядок» всуществующих многочисленных модификациях в семействе гибридных RANS-LESметодов семейства DES, направленных на решение характерной для этого подходапроблемы затягивания перехода к разрешенным турбулентным структурам в слояхсмешения, путем проведения их системного анализа и оценки на основе специальноподобранной матрицы репрезентативных тестовых течений.Такжецельюработыразработкаулучшеннойсхемыаппроксимацииконвективных потоков в гибридных RANS-LES моделях, обеспечивающейустойчивость алгоритма в RANS зоне и, при этом, снижающей схемнуюдиссипацию в областях действия LES метода.Практическаязначимостьнапрямуюсвязанасактуальностьюдиссертационной работы.

В первую очередь, она заключается в рекомендацияхавтора по выбору эффективных методов ускорения «численного» перехода кразрешенном турбулентным структурам в слоях смешения, формируемых врезультате отрыва течения от обтекаемой поверхности.Теоретическая значимость представленной диссертационной работы состоитв проведенном автором системном анализе существующих методов ускоренияпереходаотмоделируемойкчисленноразрешаемойтурбулентностивоторвавшихся слоях смешения, а также в разработке оригинальной модификацииметода DDES на основе модели замыкания k-ω SST Ментера (SST DDES подход),сформулированнойисходяизпринципов,предложенныхЧ.

Мокеттом и др.(Ch. Mockett et al.) в 2015 году, применительно к модели замыкания СпалартаАллмараса.Научная новизна диссертационной работы заключается в разработкеметодическогоподходадлясистемногоанализаиобъективнойоценкиэффективности существующих и разрабатываемых методов решения проблемы«серой зоны», а именно методов ускорения перехода от моделируемых кразрешенным структурам в слоях смешения турбулентных течений, моделируемыхс помощью незонных гибридных RANS-LES методов.

Автором предложенопроводитьтакуюоценкунаосноверазработаннойматрицыотобранныхрепрезентативных течений.Также автором предложено два новых усовершенствования в общей методикемоделирования турбулентных течений с помощью незонных гибридных RANS-LESподходов. Ею разработана новая модификация одного из известных методовускорения «численного» перехода на основе использования альтернативнойподсеточной модели в рамках подхода SST DDES и предложена новая «гибридная»схема для применения к моделированию с помощью гибридных RANS-LESмоделей.Достоверность результатов не вызывает сомнений.

Автор, Гусева Е.К.,провела впечатляющую серию валидационных расчетов по моделированиютурбулентных течений по специально разработанной матрице тестовых течений дляразличных вариантов метода ускорения «численного перехода». Результатыдиссертационнойработынеоднократнообсуждалисьспециалистамисамоговысокого мирового уровня, в том числе при их представлении на двух большихмеждународныхфорумах.Такжеавторвыступиласдокладамина3-хмеждународных молодёжных конференциях, а в 2017 году представила своирезультаты на известном видеосеминаре по аэромеханике ЦАГИ – ИТПМ СО РАН –СПбПУ – НИИМ МГУ.Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и спискалитературы. Работа изложена на 134 страницах текста, включая иллюстрации.Список цитируемой литературы содержит 117 источников. Работы автора по темедиссертации содержат 6 публикаций.Во Введении раскрывается актуальность работы, формулируются цели иконкретные задачи, описывается научная новизна и практическая значимостьдиссертации.

Также во Введении обосновывается достоверность полученныхрезультатов, раскрываются подробности её апробации, приводятся публикации потемедиссертации,формулируютсяполученныерезультатыиположения,выносимые на защиту, описывается структура работы.В первой главе представлен подробный обзор современных методовускоренияпереходакразрешаемойтурбулентностивслояхсмешения,используемых в рамках гибридных RANS-LES подходов. На основе анализапредставленных источников делается выбор наиболее эффективных методов иподходов, которые в дальнейшем подвергаются более тщательному сравнительномуоцениванию и используются для разработки.Вторая глава носит, в основном, методический характер.

В ней описываютсягибридные RANS-LES подходы семейства DDES на основе модели замыкания k-ωSST Ментера. На базе данного метода и известного из литературы принципаформулируется новый σ-DDES подход, исследуются его свойства и приводятсярезультаты калибровки соответствующих эмпирических констант. Также во второйглаве рассматривается и существующая модификация DDES подхода, разработаннаядля ускорения перехода к разрешаемой турбулентности в слоях смешения.Выбранные два подхода как наиболее эффективные используются дальше дляоценки эффективности и сравнительного анализа.Втретьейглавеприводитсяподробноеописаниетестовыхзадач,представляющих собой сложные отрывные турбулентные течения, которые быливыбраны автором для оценки эффективности сформулированных в главе 2подходов.

На основе подобранных тестовых задач автор формирует матрицурепрезентативных турбулентных течений, которую предлагается использовать дляобъективной оценки методов ускорения «численного» перехода в гибридных RANSLES методах.Четвертая глава посвящена рассмотрению численных методов, лежащих воснове используемого автором вычислительного алгоритма для реализациигибридных RANS-LES методов и проведения соответствующих расчетов. Особоевнимание уделяется формулировке и тестированию новой модификации гибриднойчисленной схемы для аппроксимации конвективных потоков, разработанной дляболее эффективного использования новых вихреразрешающих гибридных RANSLES подходов и оптимального учёта их особенностей.В последней, пятой главе, приводятся результаты расчетов тестовых задач спомощью различных модификаций подхода DDES на основе модели замыкания k-ωSST Ментера вместе с последующим их анализом.

Все полученные результатырасчетов сопровождаются наглядными иллюстрационными материалами.ДиссертационнаяработазавершаетсяЗаключением,вкоторомформулируются основные результаты работы.Авторефератсоответствуетсодержаниюдиссертации.Выводыподиссертации полностью отражают основные результаты, полученные соискателем.Материалыдиссертациирекомендуетсяиспользоватьспециалистампредприятий авиационной промышленности, отраслевых институтов, институтовРАН, вузов и других организаций, занимающихся моделированием турбулентныхтечений с помощью вихреразрешающих подходов.Подробное изучение диссертации вызвало со стороны ведущей организацииследующие замечания.1. Название диссертационной работы кажется достаточно громоздким итрудно воспринимаемым.2.

На наш взгляд, было бы полезно привести в работе более детальноеописание используемой BCD схемы и особенностей её реализации в рамкахиспользуемого вычислительного алгоритма (хотя бы в виде приложения кдиссертации). Из-за ее отсутствия, в частности, неясно, каким образомможно представить эту схему в виде «комбинации противопоточной схемы3го порядка точности и центрально-разностной схемы 4го порядка».3. «Гибридная» численная схема строится в зависимости от соотношениямеждуразрешённойимоделируемойтурбулентности,атакжесоответствующих индикаторов режимов (RANS или LES) гибридныхRANS-LES подходов.

При этом при моделировании трансзвуковых исверхзвуковых течений (например, как в задаче 4, пункт 3.4) необходимоучитывать наличие особенностей течения (ударные волны, волныразрежения) в области развитого турбулентного потока. В работе неупоминается, использовались ли при расчетах какие-либо сенсоры длялокализации таких особенностей, а также не сказано, какая схемаприменялась в районах скачков.4. Запределамирассмотренийвдиссертацииосталосьобсуждениевозможности использования разработанной «гибридной» численной схемыдля аэроакустических приложений. Не приведет ли использование BCDсхемывобластитурбулентныеближнегоструктуры,кполя,гдеотсутствуютнекорректностямприразрешенныемоделированииакустических полей?5.

В диссертации присутствуют незначительные стилистические недочёты (впервую очередь, касающиеся сложности формулировок) и небольшоеколичество грамматических ошибок. Например, на стр. 69 (3 абзац): «…нав ходе в…» или на стр. 76, последний абзац: «…центральной-разностнойсхемы 4го порядка…».Несмотря на указанные выше замечания, работа Гусевой Е.К. «Анализ иоценка эффективности методов, обеспечивающих ускорение перехода к численноразрешаемой турбулентности при использовании незонных гибридных подходов красчёту турбулентных течений» выполнена на высоком научном уровне и являетсязавершенной научно-квалификационной работой. Полученные результаты имеютважное прикладное и научное значение. Диссертация соответствует паспортуспециальности 01.02.05 – механика жидкости, газа и плазмы и выбранной физико-.