Будовский А.Д.   Поливанов П.А.   Вишняков О.И.   Сидоренко А.А.  

Плазменные устройства управления турбулентным пограничным слоем в трансзвуковом потоке

Докладчик: Будовский А.Д.

Работа относится к области плазменной аэродинамики и связана с разработкой и развитием методов активного управления течениями. Особенность исследования заключается в том, что разрабатываемое устройство должно быть пригодно для  эффективного управления структурой течения, характерной для обтекания крыльев летательных аппаратов трансзвуковым потоком при наличии турбулентного пограничного слоя. Стратегия управления основывается на использовании эффектов взаимодействия плазмы электрического разряда с миниатюрными геометрическими препятствиями различной формы. На этапе поисковых исследований проведена серия численных экспериментов с применением подходов RANS и URANS, в которых рассмотрено большое многообразие комбинированных устройств управления пограничным слоем, совмещающих в себе механическое и плазменное воздействие. Электрический разряд в расчетах моделировался как объемный источник стационарного/нестационарного подвода энергии в турбулентном пограничном слое. Результаты расчетов показали, что взаимодействие плазмы с препятствиями способно существенно изменять характер их обтекания, повышая эффективность их воздействия. Основной упор в экспериментальных работах следует сделать на нестационарных кумулятивных эффектах воздействия разряда, нестационарном взаимодействии разряда с вихрегенератором. В частности, большие перспективы продемонстрировал разрядник, состоящий из вертикального клина высотой не более 0,4-0,8 толщины пограничного слоя и ориентированного вдоль местных линий тока. Результаты расчетов показали, что такое устройство в пассивном состоянии не оказывает существенного воздействия на среднее течение. Подвод энергии с одной стороны вблизи поверхности клина приводит к формированию продольного вихря в следе, способствующего обмену количеством движения между слоями в пограничном слое. Такое устройство было изготовлено и испытанно в аэродинамической трубе при числе Маха набегающего потока 1,5 при расположении разрядника на поверхности плоской пластины. Результаты измерений методом PIV подтвердили работоспособность такого устройства.


К списку докладов