Семенов А.Н. Гапонов С.А.
Численное моделирование взаимодействия сверхзвукого пограничного слоя и произвольно ориентированной в пространстве акустической волны.
Докладчик: Семенов А.Н.
Задача взаимодействия сверхзвукового пограничного слоя и акустической волны, рассмотренная в данной работе, в основном связана с задачей возникновения турбулентности. В данный момент, предсказание ламинарно-турбулентного перехода наиболее сложная задача, которая напрямую связана с восприимчивостью к внешним возмущениям.
В ранних работах [Гапонов, Маслов 1980] теория взаимодействия между высокочастотными акустическими волнами малой амплитуды и сверхзвуковым пограничным слоем основывалась на линейных уравнениях гидродинамической устойчивости. При конечных углах падения можно получить распределение возмущений вблизи пограничном возбуждаемое акустической волной и коэффициент отражения. В случае продольных акустических волн к обтекаемой поверхности не представляется возможным получать ограниченное решение на внешней границе в рамках плоскопараллельной теории. Исключая случай низко частотных возмущений, когда амплитуда давления слабо меняется в пограничном слое. Несоответствие возмущений вне пограничного слоя согласно плоскопараллельной теории с реальными колебания приводит к необходимости применения прямого численного моделирования на основе полным уравнений Навье-Стокса.
Задача решал с помощью программного комплекса ANSYS. Рассматривалось взаимодействие как продольных, косых и падающих волн, так и все возможные их комбинации в трехмерной постановке. Результаты были получены для чисел Маха M=2, частот в диапазоне 10-20кГц при температуре потока T=164K и давлении P=5000-20000 Pa, что примерно соответствует безразмерной частоте F= от 0.4*104 до 4*104. Проводилось сравнение результатов с плоскопараллельной теорией, а также с другими работами.
К списку докладов