Научный отчет № 5330

Название

Коэффициент восстановления температуры для турбулентного пограничного слоя на непроницаемой пластине в сверхзвуковом потоке газа с различным числом Прандтля.

Авторы

Леонтьев А.И., Виноградов Ю.А., Лущик В.Г., Макарова М.С.

Аннотация

С использованием трехпараметрической дифференциальной модели турбулентности, дополненной уравнением переноса для турбулентного потока тепла, проведено численное исследование пограничного слоя на теплоизолированной непроницаемой и проницаемой стенке в сверхзвуковом потоке газа. Полученные зависимости для температуры теплоизолированной стенки использовались для определения коэффициента восстановления температуры. Для непроницаемой стенки получена зависимость коэффициента восстановления от основных параметров потока: чисел Рейнольдса, Маха и Прандтля. Результаты расчетов аппроксимированы зависимостью коэффициента восстановления от числа Прандтля. Для проницаемой стенки получены величины коэффициента восстановления для ряда значений числа Прандтля при вдуве и отсосе газа в широком диапазоне параметра проницаемости – от критического вдува до асимптотического отсоса. На примере вдува воздуха в сверхзвуковой воздушный поток рассмотрено два способа определения температуры теплоизолированной проницаемой стенки. Первый представляет собой решение задачи с граничным условием равенства нулю теплового потока в стенку. Второй аналогичен экспериментальному способу, когда температура вдуваемого газа в некотором сечении по длине пластины становится равной температуре стенки. Полученные двумя способами величины температуры теплоизолированной стенки и коэффициента восстановления температуры при вдуве, меньше критического, близки между собой. При критическом вдуве результаты, полученные двумя указанными выше способами, отличаются.

Год публикации

2016 г.

Объём

38 с.

Научный руководитель

Леонтьев А.И.

Ключевые слова

температурная стратификация, теплообмен, трение, сжимаемый сверхзвуковой пограничный слой, вдув, отсос газа, трехпараметрическая модель турбулентности, теплоизолированная проницаемая стенка, коэффициент восстановления, число Прандтля.