Научный отчет № 5240

Название

Невязкие вихревые структуры в ударном слое около V-образных крыльев, теория и эксперимент.

Авторы

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

Аннотация

Представлены результаты численного и экспериментального исследований условий существования невязких вихревых структур в сверхзвуковых конических течениях. В рамках гипотезы об определяющем влиянии интенсивности контактных разрывов, порождаемых точками ветвления ударных волн в конических течениях, на возникновение в ударном слое вихревых структур невязкого происхождения найдены интервалы порогового изменения интенсивности контактных разрывов и числа Маха составляющей скорости, нормальной лучу конической системы координат, проходящему через точку ветвления. Пороговые значения параметров получены из анализа результатов численных расчетов обтекания V-образных крыльев различной геометрии идеальным газом при числах Маха из диапазона Мε[3,10] с головной ударной волной, отвечающей маховскому взаимодействию скачков уплотнения, присоединенных к передним кромкам. Показано, что установленные критерии удовлетворительно работают и при соответствующих величинах указанных параметров в точках ветвления внутренних ударных волн. Установлено, что при числе Маха М ≤ 2.35 вихревые структуры в ударных слоях конических течений не существуют. При высоких значениях критериальных параметров обнаружены переходные режимы течения "взрывного" характера, которые приводят к аномальному росту размеров маховской конфигурации ударных волн. Установлено, что при больших числах Маха с увеличением угла атаки масштабный рост возмущенной области с вихревыми особенностями Ферри приводит к существенно неравномерному распределению давления в ударном слое и его высоким значениям. Экспериментально показано, что установленные в рамках модели идеального газа критерии возникновения в ударном слое вихревых структур пригодны и для диагностики реальных конических течений, в том числе содержащих отрыв турбулентного пограничного слоя.

Год публикации

2014 г.

Объём

53 с.

Научный руководитель

Остапенко Н.А.

Ключевые слова

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