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.
Л. И. Мальцев, Л. Г. Гузевский, В. М. Кулик, А. Г. Малюга, Б. Г. Новиков, Б. Н. Семенов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
Страницы: 319-337
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.
А. Р. Аблаев, Г. Р. Грек, А. В. Довгаль, М. М. Катасонов, В. В. Козлов
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск
Страницы: 365-373
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.
Д. С. Михатулин, Ю. В. Полежаев, Д. Л. Ревизников*
"Объединенный институт высоких температур РАН, Москва *Московский авиационный институт (Технический университет)"
Страницы: 381-388
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 CD, тогда как профиль сопла при этом изменяется.
Рассмотрены вопросы теплообмена сверхзвуковых струй прямоугольного сечения с плоской преградой. Экспериментально получены распределения температуры торможения в пристенной струе. Описана методика измерения коэффициента теплообмена и получены его распределения в пристенной струе при различных расстояниях от среза сопла до преграды. С использованием экспериментальных данных по температуре торможения и коэффициенту теплообмена в стационарном случае рассчитана температура преграды.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
