Нелинейная неустойчивость при турбулизации сверхзвукового потока газа

16 Января 2018

Авторы: Тугазаков Ренат Ямилович (ФГУП ЦАГИ), Липатов Игорь Иванович (ФГУП ЦАГИ)

Докладчик: Тугазаков Ренат Ямилович (ФГУП ЦАГИ), renatsan@yandex.ru

Тезисы доклада "Нелинейная неустойчивость при турбулизации сверхзвукового потока газа " 

Прямым численным моделированием течения сверхзвукового потока газа получен переход от ламинарного обтекания пластины к турбулентному в рамках уравнений Навье — Стокса без привлечения схем турбулентности. Показано, что гармонические волны малой интенсивности возмущают в пограничном слое первую моду и образующиеся волны Толлмина — Шлихтинга приводят из-за нелинейной неустойчивости к образованию в потоке наклонных акустических волн, интенсивности которых могут на два порядка превосходить интенсивность внешних гармонических возмущений. Последующий распад этих почти двумерных волн приводит к турбулизации потока. Адекватность численных результатов с данными эксперимента проверена на характерных размерах когерентных структур, толщине пограничного слоя, частоте, соответствующей максимальному усилению внешних возмущений. Представлены картины течения, полученные как для двумерного, так и пространственного обтекания пластины, описывающие структуру течения в поперечном и продольном направлениях. На рис. приведена картина течения внутри пограничного слоя (М_∞ = 4):