Поливанов П.А.   Сидоренко А.А.  

Подавление отрывной зоны на ламинаризированном трансзвуковом профиле искровым разрядом

Докладчик: Поливанов П.А.

Ламинранизированные трансзвуковые профиля должны позволит существенно улучшить эффективность пассажирских и транспортных летательных аппаратов нового поколения. Хорошо известно, что ламинарный пограничный слой хуже сопротивляется отрыву потока (образующегося из-за взаимодействия ударной волны с пограничным слоем) по сравнению с турбулентным. Например, в работе [1] была обнаружена существенная разница не только для средних параметров отрывной зоны, но и для частотных характеристик (трансзвуковой бафтинг) при изменении состояния набегающего пограничного слоя с ламинарного на турбулентное. Это означает, что для управления отрывными течениями на ламинранизированных профилях могут быть использованы новые методы, использующие особенности ламинарного пограничного слоя. В работе [2] было показано, что минимальный размер зоны взаимодействия получается, в том случае, когда набегающий пограничный слой находиться в начале области ламинарно-турбулентного перехода (с малой степенью перемежаемости). При этом турбулизация набегающего пограничного слоя не приводила к уменьшению негативного влияния области взаимодействия. Поскольку электрический разряд способен вводить возмущения в ламинарный пограничный слой с заданной степенью перемежаемости, то было решено исследовать влияние плазменных актуаторов на отрывные течения, формирующиеся на ламинаризированных трансзвуковых профилях.

Эксперименты были выполнены в аэродинамической трубе Т-325 ИТПМ СО РАН при следующих параметрах потока M = 0.68-0.72, T0 = 290 K и P0 = 0.3-0.7E5 Па. Использовались следующие измерительные методики: PIV, нестационарные датчики давления, скоростная съемка теневой визуализации, тепловизор. Были выполнены исследования стационарных и нестационарных параметров зоны взаимодействия ударной волны с пограничным слоем.

Для управления отрывным течением использовался много искровой скользящий разряд (МИСР) установленный в средней части профиля. В эксперименте параметры плазменного актуатора были выбраны так, чтобы включение разряда приводило к быстрому возникновению турбулентного пятна в ламинарном пограничном слое. Эксперименты с плазменным управлением продемонстрировали возможность подавления отрывного течения и значительное уменьшение осцилляций ударной волны вызванной трансзвуковым бафтингом. Полученные в работе данные позволили подробно изучить эволюцию отрывного течения при прохождении теплового и турбулентного пятна через нее. Это позволило определить пути улучшения эффективности воздействия разряда на исследуемое течение.
Работа была поддержана Грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых ученых – кандидатов наук № Мк- 6682.2016.1 и Российским фондом фундаментальных исследований (16-08-01134).

1. V. Brion, J. Dandois, S. Deck, L. Jacquin, P. Molton, Fulvio Sartor and D. Sipp. Transonic airfoil buffet: a decade of research at ONERA. XXIV ICTAM, 21-26 August 2016, Montreal, Canada.

2. P.A. Polivanov, A.A. Sidorenko, A.A. Maslov. Transition Effect on Shock Wave / Boundary Layer Interaction at M=1.47. AIAA Paper 2015-1974.


К списку докладов