Занин Б.Ю.  

О восприимчивости отрывных течений к внешним возмущениям

Приведен обзор экспериментальных исследований обтекания моделей прямых крыльев в малотурбулентной аэродинамической трубе при дозвуковых скоростях потока. Изучалось влияние вихревых возмущений, создаваемых в набегающем потоке, на структуру течения на поверхности моделей. Выполнены визуализация картины течения в областях отрыва пограничного слоя и термоанемометрические измерения скорости потока, амплитуды и частотного состава развивающихся колебаний.Рассматривалось  влияние внешних возмущений на три вида отрыва – ламинарный отрывной пузырь, отрыв турбулентного пограничного слоя и срыв потока с передней кромки. Эти виды отрыва последовательно сменяют друг друга при  увеличении  угла атаки крыла.Известно, что область отрыва обладает восприимчивостью к условиям обтекания, т.е. при изменении уровня фоновых возмущений происходят изменения в ее внутренней конфигурации [1,2]. При этом меняются величины пульсаций скорости, давление и раcпределения поля скоростей над обтекаемой поверхностью. Реакция отрыва на разнообразные методы воздействия зависит от формы тела, чисел Маха и Рейнольдса, состояния отрывающегося течения и спектра внешних возмущений.Особенность экспериментов, описанных в настоящей статье, состоит в том, что возмущения создаются как во всем набегающем потоке, так и в узком локальном следе за тонкой нитью, установленной в набегающем потоке перед моделью крыла. Показано, что след  и турбулизирующая сетка существенно изменяют  вихревую картину течения в области отрыва.Известно, что применение турбулизирующих сеток приводит к значительному торможению потока из-за высокого сопротивления, создаваемого сеткой. Поэтому для достижения необходимой скорости потока требуется значительно увеличивать затраты энергии на его разгон. Метод воздействия с помощью тонкой нити лишен этого недостатка: нить не загромождает рабочую часть, и торможения потока не происходит. Кроме того, с помощью нити можно создавать возмущения не во всем потоке, а только в его локальной области. Перемещая нить, можно создавать локальное воздействие на структуру пограничного слоя на той или иной части обтекаемого тела.

ЛИТЕРАТУРА

1. Михаэлис М.В., Занин Б.Ю., Катасонов М.М. Трансформация пограничного слоя на модели крыла в следе за нитью//Теплофизика и аэромеханика .– 2014. – т.21,№6. - С. 725-732.
2. Занин Б.Ю., Катасонов М.М.,  Михаэлис М.В., Павленко А.М. Экспериментальные исследования влияния вихревых возмущений на обтекание модели крыла при малых числах Рейнольдса // Вестник НГУ. Серия: Физика. - 2014. – т.9, вып.3 – С.32-38.


К списку докладов