Главная – Журналы – Поиск по журналам

В гидроканале проведено экспериментальное исследование модели трехлопастного ветроколеса с вертикальной осью вращения и прямыми лопастями. Для набора разных лопастей определен предельный коэффициент использования энергии потока, получаемый без учета потерь, вносимых траверсами. Установлено, что этот коэффициент для ветроколеса с вертикальной осью вращения может достигать более высоких значений, чем для ветроколеса с горизонтальной осью вращения.

Экспериментально смоделированы полосчатые структуры возмущенного течения в зоне отрыва ламинарного пограничного слоя. Показано, что в зависимости от интенсивности возмущений реализуются различные сценарии ламинарно-турбулентного перехода за точкой отрыва.

Методом электронно-пучковой флюоресценции азота проведены измерения средней плотности и характеристик возмущений плотности в гиперзвуковом ламинарном следе за газодинамическим свистком при числе Маха потока М = 21 и единичном числе Рейнольдса Re₁ = 6 ·10⁵ м^-1. Показано, что для этих условий обтекания при наличии только естественных возмущений потока аэродинамической трубы течение в следе является устойчивым. При введении в след интенсивных искусственных возмущений течение в следе существенно дестабилизируется.

Приводятся результаты исследования устойчивости ламинарного пограничного слоя и перехода к турбулентности на остром и двух затупленных теплоизолированных конусах с углом полураствора 7° при числе Маха М = 6. Получены данные о влиянии единичного числа Рейнольса на положение ламинарно-турбулентного перехода (для острого конуса), измерены спектры возмущений и их пространственные распределения, скорости нарастания колебаний. Подтверждены существование второй моды возмущений и эффект сильного стабилизирующего влияния затупления на развитие пульсаций в пограничном слое. Показано, что вторая мода имеет большие коэффициенты роста, но несмотря на это ламинарно-турбулентный переход определяется первой модой неустойчивости.

Представлен краткий обзор основных результатов, полученных за последние 20 лет в Институте теплофизики СО РАН в исследовании методов снижения гидродинамического сопротивления, инициированных и поддержанных в 60-х годах М. А. Лаврентьевым. Изучаемые методы: создание искусственных каверн около обтекаемого тела, ввод газовых микропузырьков и полимерных высокомолекулярных добавок в пристенное течение, придание податливости обтекаемой границе. В связи с изменением картины турбулентного обтекания рассмотрено также изменение следности.

Экспериментально исследовано возникновение и развитие возмущений, порождаемых трехмерной вибрирующей поверхностью в пограничном слое Блазиуса. Опыты проводились в модельном эксперименте, т. е. в контролируемых условиях, где сохранение фазовой информации давало возможность получить обширные и достоверные данные об изучаемом объекте как качественного, так и количественного характера. Вибрации поверхности обеспечивались громкоговорителем, работающим в режиме вдува-отсоса. Детальные термоанемометрические измерения показали, что в случае, когда поверхность совершает колебания низкой частоты малой амплитуды, ниже по потоку вблизи стенки наблюдается пакет возмущений с характеристиками волн Толлмина — Шлихтинга. При увеличении эффективной амплитуды приблизительно в два раза "вдув" приводит к возникновению нового типа возмущений типа "пафф"-структур, имеющих другие характеристики развития в пограничном слое, чем волны Толлмина — Шлихтинга.

Приводятся результаты экспериментального исследования характеристик устойчивости автомодельного ламинарного пограничного слоя с неблагоприятным градиентом давления по отношению к трехмерным возмущениям и их сопоставление с расчетами по линейной теории устойчивости. Эксперименты выполнены в контролируемых условиях при помощи возбуждения в пограничном слое гармонических во времени и локализованных по размаху модели возмущений (волновых поездов). Используя процедуру разложения этих возмущений на нормальные (гармонические во времени и пространстве) моды Толлмина — Шлихтинга, получен полный набор характеристик устойчивости исследуемого течения по отношению к трехмерным волнам, наклоненным под различными углами к направлению потока, включая дисперсионные характеристики и собственные функции. Показано преимущественно хорошее количественное согласование характеристик трехмерной устойчивости с расчетами. Обсуждаются возможные причины некоторых небольших расхождений, наблюдаемых для инкрементов нарастания волн Толлмина — Шлихтинга, распространяющихся под большими углами к потоку.

Экспериментально смоделирован один из возможных сценариев перехода к турбулентности в области отрыва пограничного слоя, в котором разрушение ламинарного течения инициируется взаимодействием двух симметричных наклонных волн. Результаты работы позволяют включить данный сценарий в число вероятных путей перехода за точкой отрыва в подтверждение выводов, сделанных другими авторами на основании результатов прямого численного моделирования.

Представлены результаты работ по модернизации метода лазерного ножа для использования в сверхзвуковых аэродинамических трубах периодического действия. Разработаны система регистрации на основе телевизионной камеры и персонального компьютера и программное обеспечение, дающие возможность изменять параметры регистрирующей системы в процессе эксперимента, что позволяет получать изображения с наилучшим качеством, снизить затраты на эксперимент и повысить его информативность. Приводятся результаты визуализации течения на подветренной стороне треугольного крыла.

Специальное профилирование сопел Лаваля с целью получения максимальной скорости разгона частиц на срезе при заданной длине сопла или, наоборот, — минимальной длины сопла при заданной скорости частиц на срезе проведено с учетом влияния коэффициента сопротивления частиц, их размера и молекулярной массы несущего газа на результаты оптимизации. Установлено, что распределение скорости частиц вдоль сопла слабо зависит от переменности C_D, тогда как профиль сопла при этом изменяется.