Влияние локальных неоднородностей температуры поверхности на устойчивость и переход гиперзвукового пограничного слоя

3 Декабря 2013

11:00

Телемост ЦАГИ - ИТПМ СО РАН - СПбГПУ - НИИМ МГУ

Оn-line-трансляция из ИТПМ СО РАН

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Авторы: Сидоренко А.А., Громыко Ю.В., Поливанов П.А., Бунтин Д.А. Маслов А.А.

Докладчик: Сидоренко Андрей Анатольевич, к.ф.-м.н. (ИТПМ СО РАН)

Тезисы доклада «Влияние локальных неоднородностей температуры поверхности на устойчивость и переход гиперзвукового пограничного слоя»

В докладе приводятся данные экспериментальных исследований и численных расчетов устойчивости и перехода гиперзвукового пограничного слоя, развивающегося около стенки, имеющей значительные пространственные неоднородности температуры. Актуальность этой задачи объясняется тем, что реальные системы тепловой защиты ЛА включают в себя элементы с различной теплопроводностью и коэффициентом излучения, в силу чего температура поверхности приобретает неоднородный характер.

Пространственные градиенты температуры поверхности могут значительно влиять на развитие возмущений в пограничном слое, ускоряя или замедляя ламинарно-турбулентный переход. Экспериментальное исследование было выполнено для М=6, в широком диапазоне числа Рейнольдса, охватывая диапазон от ламинарного до развитого турбулентного течения. В эксперименте использовалась модель конуса, часть поверхности которой имела возможность управляемого нагрева и охлаждения. Измерялось положение ламинарно-турбулентного перехода, а также характеристики возмущений, развивающихся в пограничном слое.

Показано, что локальное охлаждение поверхности приводит к замедлению роста неустойчивых волн второй моды ниже по потоку, что, в свою очередь, затягивает ламинарно-турбулентный переход. Локальный нагрев поверхности приводит к противоположному результату. Прямое численное моделирование развития возмущений второй моды, выполненное в двумерной постановке для условий эксперимента, подтверждает экспериментальные данные и позволяет провести их детальный анализ.