Научный отчет № 5222

Название

Теоретическое и экспериментальное исследования структуры течения около наветренной стороны V-образных крыльев с присоединенной ударной волной на передних кромках.

Авторы

Остапенко Н.А., Максимов Ф.А., Зубин М.А.

Аннотация

Представлены результаты численного и экспериментального исследования структуры течения при симметричном и несимметричном обтекании V-образных крыльев с присоединенными ударными волнами на передних кромках. Основное внимание уделено появлению в ударном слое новых критических точек, в том числе вихревых особенностей Ферри, и преобразованиям в структуре течения при увеличении углов атаки и скольжения. В частности установлено, что структура потока в плоскости симметрии течения около V-образных крыльев без угла скольжения, при реализации маховской конфигурации ударных волн, с увеличением угла атаки претерпевает скачкообразное изменение. При малых углах атаки в ударном слое имеет место одна особенность Ферри, расположенная в точке излома поперечного контура крыла. При некотором угле атаки, величина которого зависит от геометрических характеристик крыла и числа Маха, в плоскости симметрии течения возникают три критические точки, одна из которых расположена в точке излома контура крыла, а две другие – на конечном расстоянии от точки излома. Первая критическая точка - особенность узлового типа, вторая – седлового типа - точка растекания, третья критическая точка, расположенная ближе к мостообразному скачку маховской конфигурации ударных волн, может быть как узлового, так и седлового типа. Во втором случае слева и справа от оси симметрии образуются две вихревые особенности Ферри, расположенные в «вершинах» двух контактных разрывов, выходящих из критической точки на оси симметрии. Приведены данные о положении критических точек относительно излома поперечного контура крыла при числе Маха М=3 для широкого диапазона изменения геометрических параметров крыла, а также трансформация топологической картины течения в ударном слое при наличии угла скольжения. Сравнение результатов расчетов в рамках модели Эйлера и экспериментальных данных о структуре течения в ударном слое, полученных с использованием специального оптического метода для визуализации сверхзвуковых конических течений, показало их удовлетворительное согласие.

Год публикации

2013 г.

Объём

46 с.

Научный руководитель

Остапенко Н.А.

Ключевые слова

сверхзвуковой поток, V-образное крыло, коническое течение, маховская конфигурация ударных волн, вихревые особенности Ферри.