1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 5, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 5, стр. 752-759

Численное моделирование взаимодействия волны Маха и пограничного слоя на плоской пластине

И. В. Егоров 1, 2, Н. К. Нгуен 1, Н. В. Пальчековская 1, 2, *

1 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
г. Долгопрудный, Россия

2 Центральный аэрогидродинамический институт
г. Жуковский, Россия

* E-mail: palchekovskaia.nv@mipt.ru

Поступила в редакцию 20.03.2023
После доработки 30.06.2023
Принята к публикации 03.10.2023

Аннотация

С использованием прямого численного моделирования рассмотрена задача взаимодействия волны Маха с пограничным слоем на плоской пластине, обтекаемой сверхзвуковым потоком совершенного газа при числе Маха М = 2.5. Исследовано влияние интенсивности падающей волны Маха на ламинарно-турбулентный переход. Показано, что падение волны Маха с амплитудой 5%, моделирующей относительную толщину неровности на боковой стенке аэродинамической трубы, на пограничный слой приводит к образованию турбулентного клина в пограничном слое на плоской пластине.

Список литературы

  1. Быков Л.В., Молчанов А.М., Янышев Д.С., Платонов И.М. Современные подходы к расчету характеристик течения при ламинарно-турбулентном переходе в пограничном слое // ТВТ. 2018. Т. 56. № 1. С. 104.

  2. Горский В.В. Однослойная алгебраическая модель кажущейся турбулентной вязкости и модифицированный метод эффективной длины // ТВТ. 2022. Т. 60. № 5. С. 708.

  3. Гапонов С.А., Маслов А.А. Развитие возмущений в сжимаемых потоках. Новосибирск: Наука, 1980. 144 с.

  4. Laufer J. Aerodynamic Noise in Supersonic Wind Tunnels // Aerospase Sci. 1961. V. 28. № 9. P. 685.

  5. Kendall J.M. Wind Tunnel Experiments Relating to Supersonic and Hypersonic Boundary-layer Transition // AIAA J. 1975. V. 13. № 3. P. 290.

  6. Приданов В.Г., Харитонов А.М., Черных В.В. Совместное влияние чисел Маха и Рейнольдса на переход в пограничном слое // Изв. АН СССР. МЖГ. 1974. № 1. С. 160.

  7. Боровой В.Я., Егоров И.В., Мошаров В.Е., Скуратов А.С., Радченко В.Н. Экстремальный нагрев тел в гиперзвуковом потоке. М.: Наука, 2018. 390 с.

  8. Егоров И.В., Зыонг Н.Х., Нгуен Н.К., Пальчековская Н.В. Численное моделирование влияния волны Маха на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое // Докл. РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 504. № 1. С. 36.

  9. Meersman J.A., Hader C., Fasel H.F. Numerical Investigation of Nonlinear Boundary-layer Transition for Cones at Mach 6 // AIAA J. 2021. V. 59. № 6. P. 1940.

  10. Dwivedi A., Hildebrand N., Nichols J.W., Candler G.V., Jovanovic M.R. Transient Growth Analysis of Oblique Shock Wave/Boundary-layer Interactions at Mach 5.92 // Phys. Rev. Fluids. 2020. V. 5. № 6. P. 063904.

  11. Cerminara A., Sandham N. Transition Mechanisms in Cross-flow-dominated Hypersonic Flows with Free-stream Acoustic Noise // J. Fluid Mech. 2020. V. 896. P. 1.

  12. Егоров И.В., Новиков А.В., Федоров А.В. Прямое численное моделирование ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях потока на супер-ЭВМ // ЖВМиМФ. 2017. Т. 57. № 8. С. 1347.

  13. Ваганов А.В., Ермолаев Ю.Г., Колосов Г.Л., Косинов А.Д., Панина А.В., Семенов Н.В., Яцких А.А. К воздействию падающей волны Маха на сверхзвуковой пограничный слой // Теплофизика и аэромеханика. 2016. Т. 23. № 1. С. 45.

  14. Pate S.R. On Boundary-layer Transition in Supersonic-hypersonic Wind Tunnels. Theory and Application // AEDC-TR-77-107. 1978.

  15. Ваганов А.В., Ермолаев Ю.Г., Колосов Г.Л., Косинов А.Д., Панина А.В., Семенов Н.В. О водействии падающей волны Маха на поле пульсаций в пограничном слое при обтекании плоского дельта-крыла // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Сер. Физика. 2014. Т. 9. Вып. 1. С. 29.

  16. Ваганов А.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семенов Н.В., Шалаев В.И. Экспериментальное исследование структуры течения и перехода в пограничном слое треугольного крыла с затупленными передними кромками при числах Маха 2, 2.5 и 4 // Тр. МФТИ. 2013. Т. 5. № 3. С. 164.

  17. Егоров И.В., Динь К.Х., Нгуен Н.К., Пальчековская Н.В. Численное моделирование взаимодействия волны Маха и сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине с острой передней кромкой // Уч. зап. ЦАГИ. 2021. Т. LII. № 3. С. 18.

  18. Динь К.Х., Егоров И.В., Федоров А.В. Взаимодействие волн Маха и пограничного слоя при сверхзвуковом обтекании пластины с острой передней кромкой // Уч. зап. ЦАГИ. 2017. Т. 48. № 4. С. 10.

  19. Динь К.Х., Егоров И.В., Федоров А.В. Влияние волн Маха на ламинарно-турбулентный переход при сверхзвуковом обтекании плоской пластины // Изв. РАН. МЖГ. 2018. № 5. С. 113.

  20. Егоров И.В., Нгуен Н.К. Моделирование ламинарно-турбулентного перехода с применением гибридных разностных схем // ЖВМиМФ. 2022. Т. 62. № 4. С. 677.

  21. Jiang G.S., Shu C.W. Efficient Implementation of Weighted ENO Schemes // J. Comput. Phys. 1996. № 126. P. 202.

  22. Егоров И.В., Нгуен Н.К., Нгуен Т.Ш., Чувахов П.В. Моделирование ламинарно-турбулентного перехода с применением диссипативных численных схем // ЖВМиМФ. 2021. Т. 61. № 2. С. 268.

  23. Vyshinsky V.V., Sizykh G.B. The Verification of the Calculation of Stationary Subsonic Flows and the Presentation of the Results // Math. Models Comput. Simulations. 2019. V. 11. № 1. P. 97.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал