Козлов В.В.   Катасонов М.М.   Павленко А.М.  

Экспериментальное исследование локализованных возмущений в пограничном слое прямого крыла, генерируемых колебаниями ограниченного участка поверхности

Докладчик: Козлов В.В.

Выполнено экспериментальное исследование развития контроли-руемых возмущений с помощью термоанемометра постоянного сопротивления в пограничном слое прямого крыла. Исследования были проведены в дозвуковой малотурбулентной аэродинамической трубе T-324 ИТПМ СО РАН. Уровень турбулентности набегающего потока не превышал 0.04 % U∞ при скорости U∞ = 7.5 м/с. В качестве модели использовался профиль прямого крыла размахом 1000 мм и хордой 476 мм. Профиль крыла устанавливался вертикально в рабочей части аэродинамической трубы при положительном угле атаки 10. Источником контролируемых возмущений служила гибкая мембрана размером 14x14 мм, расположенная на поверхности модели при 44 мм от её носика, в области благоприятного градиента давления. Мембрана приводилась в движение импульсами вдува длительностью 200 мс, которые повторялись, каждые 500 мс. Амплитуда отклонения мембраны составляла 0.35 мм. Измерялась продольная компонента пульсации скорости u и средняя скорость U.
Показано, что импульсные колебания ограниченного участка трехмерной поверхности приводят к формированию в пограничном слое двух типов возмущений: квазистационарных продольных локализованных структур и волновых пакетов. Наличие в потоке продольных локализованных структур создаёт благоприятные условия для возникновения пакетов волн Толлмина-Шлихтинга вблизи их переднего и заднего фронта. Попадая в область неблагоприятного градиента давления, амплитуда волновых пакетов нарастает по закону, близкому к экспоненциальному, а сами волновые пакеты трансформируются в зарождающиеся турбулентные пятна. В то же время, интенсивность продольных локализованных возмущений снижается вниз по потоку. Задержка в нарастании амплитуды волнового пакета вблизи переднего фронта объясняется тем, что он распространяется по невозмущенному продольной структурой течению. Волновой пакет на заднем фронте, напротив, находится в возмущенной продольной структурой области пограничного слоя, что, в данном случае благоприятствует его нарастанию.
Работа выполнена при поддержке грантов РНФ №16-19-10330 и грантом президента Российской Федерации для ведущих научных школ НШ-8788.2016.1.


К списку докладов