А.А. Желтоводов, А.И. Максимов, Д.В. Гаитонде*, М.Р. Висбал*, Д.С. Шэнг*
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск *Управление летательных аппаратов, Исследовательская лаборатория военно-воздушных сил, База ВВС Райт-Паттерсон, Огайо, США"
Страницы: 159–176
Исследованы особенности пространственного взаимодействия последовательности пересекающихся скачков уплотнения и волн разрежения с турбулентным пограничным слоем на пластине между двумя вертикальными симметричными килями с изломами боковых граней. Проведено детальное сравнение результатов численных расчетов на основе осредненных по Рейнольдсу полных уравнений Навье – Стокса и –-модели турбулентности с экспериментальными данными при числе Маха = 3,9 и углах отклонения боковых граней килей = 7, 11 и 15o. Анализируются распределения давления на поверхности в зонах взаимодействия, топологические особенности предельных линий тока на пластине и боковых гранях килей, а также пространственная структура течений. Показано, что с увеличением угла в некоторых областях начинает проявляться расхождение между расчетными и экспериментальными данными и при = 15o в зоне пересечения скачков полученная в расчетах топология течения отличается от зафиксированной в экспериментах. Обсуждаются вероятные причины такого отличия и возможности дальнейшего совершенствования методов расчета.
Представлены результаты экспериментального исследования влияния слива пограничного слоя на характеристики воздухозаборника и аэродинамическую эффективность модели гиперзвукового летательного аппарата с воздушно-реактивным двигателем при числах Маха набегающего потока = 4 и 6. С использованием экспериментальных результатов и расчетов тяговых характеристик, выполненных в приближении одномерности течения в канале двигателя, определены результирующие тягово-аэродинамические характеристики, которые позволили оценить эффективность аппарата в целом. Показано, что при некоторой высоте клиньев слива можно получить приращение результирующей движущей силы летательного аппарата по сравнению с конфигурацией без слива пограничного слоя.
Выполнены оценки эффекта взаимодействия двух методов управления турбулентностью. Результаты расчетов показали, что уменьшение (увеличение) массообмена податливой границей несколько уменьшает (увеличивает) расход полимера. С другой стороны, инжектируемые малые полимерные добавки расширяют фазочастотную область положительного действия податливой границы и смещают ее к меньшим частотам, что может привести даже к изменению знака действия податливой границы.
Представлены результаты численных исследований устойчивости течения в пограничном слое на подветренной и наветренной сторонах крыла, установленного под положительным углом атаки. Расчет с использованием измеренных профилей средней скорости позволил определить основные закономерности развития возмущений, в том числе на ранней стадии, недоступной для наблюдения. Проведено сравнение устойчивости пограничного слоя на противоположных сторонах крыла.
Рассмотрена задача расчета геометрических параметров двойной решетки осевого вентилятора, обеспечивающей заданную производительность при условиях безударного входа потока в решетку, отсутствия радиальной составляющей скорости течения и крутящего момента центробежных сил относительно оси поворота лопатки. Сформулирована обратная задача обтекания двойной решетки тонких лопастей об определении ее геометрических параметров, при которых указанные выше условия выполняются. Поставленная задача сведена к системе нелинейных алгебраических уравнений, решение которой построено итерационным методом Ньютона. Выполнено численное исследование сходимости итерационного процесса. Приведены примеры расчета.
Проведено исследование жидких струй, вытекающих в атмосферу через прямолинейные щелевые сопла. Показано, что в средней части струи сохраняется плоская форма, однако на боковых ее кромках за счет сил поверхностного натяжения формируются утолщения или кромочные струйки. Выполнены расчеты формы кромочных струй. Проведены экспериментальные исследования. Получено хорошее соответствие теоретических и экспериментальных данных.
Экспериментально исследовано взаимодействие сверхзвуковых струй прямоугольного сечения с плоской преградой. Для струй с различными значениями числа Маха и угла натекания при варьировании расстояния от среза сопла до преграды показаны автомодельность распределения давления и числа Маха по поверхности преграды. Оптическими методами при использовании импульсного лазера с модулированной добротностью и длительностью импульса = 30 нс исследован колебательный режим натекания струи на преграду.
В длинноволновом приближении построена модель стационарного вращательно-симметричного гидравлического прыжка на тонкой осевой струе во вращающемся потоке идеальной жидкости. Гидравлический прыжок моделируется разрывным решением уравнений длинноволнового приближения для торнадоподобных вихрей. Доказывается разрешимость условий на разрыве для относительно тонкой струи. Получена связь между параметрами течения до и после прыжка. Показано, что при наличии диссипации энергии радиус струи после прыжка всегда больше, чем до него.
Представлены результаты анализа механизмов обратного влияния частиц на интенсивность турбулентности несущего газа. Показано, что эффект ламинаризующего воздействия мелкодисперсной примеси вследствие дополнительной диссипации турбулентной энергии возрастает с уменьшением инерционности частиц и увеличением их массовой концентрации и расстояния от стенки. Присутствие в потоке крупных частиц приводит к турбулизации течения за счет образования следа. Турбулизирующее влияние дисперсной фазы возрастает с увеличением объемной концентрации и размера частиц, а также расстояния от стенки.
Г. Г. Лепезин
"Институт минералогии и петрографии Сибирского отделения РАН, проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск 630090 (Россия) E-mail: lepezin@uiggm.nsc.ru"
Страницы: 511-518
Детально проанализировано состояние дел в алюминиевой отрасли России. Рассмотрена проблема сырьевой базы, предложены принципиально новые пути ее решения. Предлагается электротермический способ производства алюминия из минералов группы силлиманита без привлечения глинозема.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
–
-модели турбулентности с экспериментальными данными при числе Маха 
= 3,9 и углах отклонения боковых граней килей 
= 7, 11 и 15o. Анализируются распределения давления на поверхности в зонах взаимодействия, топологические особенности предельных линий тока на пластине и боковых гранях килей, а также пространственная структура течений. Показано, что с увеличением угла 
= 30 нс исследован колебательный режим натекания струи на преграду.