Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2003 год, номер 1

Экспериментальное исследование поздних стадий перехода пограничного слоя с неблагоприятным градиентом давления

Бородулин В.И., Качанов Ю.С., Рощектаев А.П., 2003
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск
Страницы: 1–28

Аннотация

Экспериментально исследуются процессы формирования и развития когерентных вихревых структур на поздних стадиях ламинарно-турбулентного перехода, инициируемого гармонической, почти двумерной волной Толлмина — Шлихтинга (ТШ), в автомодельном пограничном слое с параметром Хартри βН = – 0,115 (что соответствует неблагоприятному продольному градиенту давления) в условиях контролируемых возмущений с использованием универсального линейного источника трехмерных (в общем случае) волн неустойчивости. Основные измерения проведены с помощью термоанемометра в широкой области пространства, начиная со стадии синусоидальной мало-амплитудной волны неустойчивости и кончая стадиями формирования концентрированных локализованных вихревых структур. После углубленной обработки экспериментальных данных получены поля мгновенной скорости и завихренности течения в пространстве (–t, x, y, z) и осуществлена компьютерная “визуализация” течения с вихревыми структурами. Изучены особенности поздних стадий перехода в пограничном слое с неблагоприятным градиентом давления (НГД) и проведено сопоставление полученных данных с предыдущими исследованиями. Обнаружено качественное сходство существенно нелинейных стадий перехода пограничного слоя с НГД с соответствующими стадиями, найденными ранее в безградиентном пограничном слое (Блазиуса). Показано, что нелинейная деформация нарастающей гармонической волны ТШ приводит к формированию to -вихрей, интенсивных to -образных слоев сильного сдвига, to -образных вихрей, “шипов” на осциллограммах пульсаций, кольцевых вихрей и других структур, весьма схожих по форме и масштабам с найденными в безградиентном течении. Сделан вывод, что положительный градиент давления не приводит к существенным изменениям сценария поздних стадий ламинарно-турбулентного перехода, что является дополнительным свидетельством в пользу правомерности гипотезы [1] о существовании универсального существенно нелинейного механизма порождения пристенной турбулентности.