Косинов А.Д. Ермолаев Ю.Г. Семенов Н.В. Яцких А.А. Колосов Г.Л.
О некоторых механизмах воздействия слабых ударных волн на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое
Докладчик: Косинов А.Д.
В докладе будут рассмотрены новые результаты по экспериментальному исследованию особого сценария ламинарно - турбулентного перехода, который возникает при взаимодействии стационарных слабых ударных волн с течением в окрестности линии растекания передних кромок моделей. Этот сценарий вносит свои особенности в процесс возникновения турбулентности в сверхзвуковом пограничном слое, который ранее не был описан и до сих пор детально не исследован. Такие стационарные возмущения в сверхзвуковом потоке Т-325 были обнаружены при установке моделей в зоне оптических измерений с одновременным измерением параметров потока в пограничном слое термоанемометром или трубкой полного напора. Было установлено, что эти стационарные возмущения порождаются малым выступом или уступом оптического окна на боковой стенке аэродинамической трубы. В экспериментах удалось смоделировать эту ситуацию с помощью двумерных элементов шероховатости контролируемой высоты и ширины, размещённых на боковой поверхности стенок рабочей части либо сопловых вставок. При этом в модельных экспериментах высота двумерной неровности поверхности была менее 0,01, а её ширина (по потоку) около толщины турбулентного пограничного слоя на стенках рабочей части. Термоанемометрические измерения нормированного среднего массового расхода возмущенного таким образом искусственно сверхзвукового течения в рабочей части позволили установить, что форма стационарного возмущения напоминает N-волну. Теневая визуализация позволила наблюдать пару волн Маха, генерируемых передним и задним по потоку краями 2D наклейки на поверхности сопловой вставки АT-325.
Исследованы характерные случаи воздействия одиночных и парных слабых ударных волн фиксированной интенсивности на сверхзвуковой пограничный слой. В пограничном слое были обнаружены высокоинтенсивные стационарные возмущения (стрики – streaks в английской литературе), порождаемые падающими с боковой поверхности косыми скачками в плоскости перпендикулярной поверхности пластины. Эти высокоинтенсивные стационарные возмущения возникают в окрестности передней кромки и почти не затухают вниз по потоку. Определено, что они существенно увеличивают поверхностное трение вблизи передней кромки, в процессе ламинарно-турбулентного перехода, а также продолжают существовать в турбулентном течении. Интенсивность порождаемых возмущений не имеет монотонной зависимости при увеличении радиуса затупления передней кромки моделей. Кроме того, выявлено два механизма воздействия слабых ударных волн, в одном из которых установлено порождение в пограничном слое пары вихрей с разным направлением вращения. Этот результат является новым.
К списку докладов