Лукашевич С.В.   Морозов С.   Шиплюк А.Н.  

Стабилизация возмущений в гиперзвуковом пограничном слое острого конуса при помощи ультразвук поглощающего покрытия с двухмерной пористостью.

Докладчик: Морозов С.

В данной работе впервые предлагается использовать поверхности с двухмерной пористостью в качестве ультразвук поглощающего покрытия для стабилизации роста высокочастотных акустических возмущений в гиперзвуковом пограничном слое. Известно, что наиболее опасными для ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях являются акустические возмущения. Ранее авторами было показано , что ультразвук поглощающие покрытия эффективно уменьшают уровень акустических возмущений в пограничном слое на конусе.

Проведены расчеты отражения ультразвуковой волны с частотой f = 150 кГц от сплошной поверхности и от поверхности с двухмерной пористостью. Двухмерная пористость представляла собой проточки глубиной от 0.15 до 0.9 мм, шириной 0.2 мм и шагом 0.4 мм, которые расположены вдоль оси Х. Давление и температура в расчетной области соответствуют условиям на границе пограничного слоя острого конуса при числе Маха набегающего потока М = 6, давление p = 266.8 Па и температура T = 46 К. Длина волны в данных условиях составляла приблизительно 0.9 мм. Используя полученные амплитуды пульсаций отраженных волн для сплошной поверхности А’сплош и для пористой А’пор рассчитаны относительные коэффициенты отражения R = А’пор/А’сплош для поверхности с различной глубиной пористости h. Получено,  что максимальное поглощение возмущений происходит при глубине пористости h = 0.9 мм.

Проведены расчеты распространения пульсаций давления с частотой 100 кГц в трехмерном гиперзвуковом пограничном слое на сплошной и пористой поверхностях на пластине. Число Маха набегающего потока составляло М = 5, статическое давление Р = 500 Па, статическая температура Т = 70 К, температура стенки Tw = 300 К. Длина пластины 295 мм, протяженность пористого участка 25 мм, начало пористого участка 270 мм. Ширина проточки двухмерной пористости 0.2 мм, глубина 0.3 мм, шаг 0.4 мм, степень пористости составила 50%. В результате расчета получены степени нарастания возмущений -α = 0.0056 для сплошной поверхности и -α = 0.0032 для пористой. Показано, что возмущения в гиперзвуковом пограничном слое на стенке с двухмерной пористой поверхностью нарастают на 40% медленнее чем на сплошной.


К списку докладов