Симуляция сверхзвуковой индейки с помощью CFD – не повод для смеха даже в День Благодарения

Этот День Благодарения не будет похож ни на один другой. Об этом позаботился COVID-19. И инженеры из Rand Simulation, которые планируют доставить вам индейку, как баллистическую ракету, которая рухнет на ваш стол, приготовленная при высокой температуре сверхзвукового полета.

Температура поверхности индейки, летящей на сверхзвуковой скорости (525 м/с). Бедрышки, ножки и средняя часть тушки могут быть недожарены при недостаточном времени полета (изображение Rand Simulation)

Если вы думаете, что обычная готовка в духовке предназначена для бабушек и дедушек, жарка целых индеек во фритюре уже прошлом ... или вам скучно в предпраздничном офисе без босса или клиентов, вы оцените кулинарное предложение Rand: запустить индейку в полет на сверхзвуковой скорости и использовать аэродинамический нагрев для готовки. Почему бы и нет? Вы видели, как раскаленные космические аппараты возвращаются на орбиту Земли. Пилоты SR-71 Blackbird подогревали пищу на титановой обшивке самолета, которая становилась настолько горячей, что еда могла сгореть.

Симуляция сверхзвуковой индейки – сложная штука и не повод для смеха. В мультифизическом приложении Ansys Fluent инженер из Rand Алекс Лефевр использовал софт CFD для моделирования воздушного потока, аэродинамического нагрева и теплопередачи внутри твердотельной птицы.

С помощью Ansys Fluent Mosaic Meshing была создана поверхностная сетка индейки (изображение Rand Simulation)

У индейки нет головы, шеи и полости грудной клетки – простительное упрощение для фантастического полета. Ansys Fluent начинает построение с крупной сетки, которая при необходимости делается более мелкой. Показан пограничный слой на внешней стороне индейки, но переход от него вовне немного нечеткий. Здесь мы придираемся. Не забывайте, что это делалось развлечения ради.

Используемая модель турбулентности k – ω SST (shear stress transport) имеет функцию смешения, чтобы обеспечить точные результаты в пограничных слоях, а также в пространстве вдали от пограничного слоя.

Эта индейка является сплошной и однородной, состоящей из пользовательского материала «одно мясо».

Rand запустил ощипанную индейку без головы по ветру со скоростью 525 м/с на уровне моря в ясный осенний день при температуре окружающей среды 10° С. Лефевра беспокоит, что температура в передней части птицы может достигать 150° С, что может привести к появлению хрустящей корочки на грудке, но ноги при этом останутся недожаренными. Но при слишком быстром полете птица может подгореть, предупреждает он. При достаточно продолжительном полете тепло передается к остальным частям птицы. Время полета до достижения нужной внутренней температуры еще предстоит определить. Не упоминается, была ли индейка замороженной перед полетом.

Да, мы понимаем, что такое может придумать только инженер.