Научный отчет № 1434

Название: Расчет турбулентного следа за конусом в сверхзвуковом потоке.
Авторы: Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю.
Аннотация: Развитый ранее интегральный (квазиодномерный) метод расчета отрывных турбулентных течений применен для исследования следа в сверхзвуковом потоке за конусом с затуплением. Рассмотрены различные модели течения в донной области и подтверждена возможность применения простейшей изобарической модели. Произведены расчеты ближнего следа за торцем полубесконечного кругового цилиндра без начального пограничного слоя. Параметры невязкого потока определялись по методу прямолинейных характеристик. Обоснован метод расчета, обеспечивающий при выборе одной эмпирической константы турбулентного трения удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных по распределению давлений в ближнем следе для М=1.5÷4.0. В следе за затупленными конусами использовались численные результаты расчета их обтекания невязким потоком. Параметры турбулентного пограничного слоя перед донном срезом определялись известным пересчетом коэффициента сопротивления пластины. Донное давление за конусом находилось для эквивалентного обтекания цилиндра в однородном потоке, параметры которого вычислялись, как средние в пограничном слое и частии энтропийного слоя, формирующей область влияния потока на ближний след. Произведено параметрическое исследование донного давления при числах М ≤20, lg Rex=5.5÷9.5, полууглах конуса Q≤15 градусов и его относительных затуплениях rо≤0.3. Результаты расчета донного давления удовлетворительно подтверждены последними обобщенными экспериментальными данными. Рассмотрен переход от ближнего следа к дальнему, описываемому известными автомодельными решениями. Соответствие расчетов с имеющимися измерениями ширины дальнего следа и скорости на его оси достигается путем изменения профиля скорости и увеличения константы трения. Результаты работы позволяют с практически достаточной точностью описать распределение всех параметров газа в следе за конусом с затуплением.
Год публикации: 1972 г.
Объём: 43 с.