Гидродинамика полосы

17 Мая 2016

Докладчик: Чашечкин Юлий Дмитриевич (ИПМех РАН), yulidch@gmail.com

Тезисы доклада "Гидродинамика полосы "

Теоретически (аналитически и численно) и экспериментально изучена картина обтекания полосы, установленной под нулевым углом атаки. Исследования выполнены в широком диапазоне параметров (1<Re<10^5) в единой постановке для четырех видов жидкостей — сильно или слабо стратифицированной и однородной (потенциально или актуально) на основе фундаментальной системы уравнений без использования дополнительных гипотез или констант.

На основе программ с открытыми кодами впервые рассчитаны поля основных физических величин (давления и плотности, скорости и  их производных) около толстой (0.5 см) и относительно тонкой (0.05 см) прямоугольных пластин длиной 10 см в диапазоне скоростей от нуля (течения, индуцированные диффузией) до 80 см/с. В картине возмущений изучены опережающие возмущения, внутренние волны, вихри, тонкие прослойки, отстающий след. Определены механизмы формирования вихрей, причины нарушения стационарности, рассчитаны силы и моменты. Обсуждается влияние стратификации, толщины полосы, сглаживания оголовка и заострения хвостовика. Расчеты согласуются с данными лабораторного моделирования стратифицированных течений, а в пределе однородной жидкости — с известными решениями в приближении пограничного слоя.

Анализ уравнений и данные опытов показывают, что обтекание полосы, как и тел другой формы, — сложный физический процесс, требующий более детального экспериментального и теоретического изучения с учетом эффектов диффузии, теплопроводности и сжимаемости сред, с контролем условий наблюдаемости физических величин и разрешимости всех разномасштабных компонент течений. Сформулированы рекомендации по совершенствованию методик экспериментов и расчетов.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке ЦАГИ им. Н.Е.Жуковского (Договор 6ИПМех-15 от 16 июля 2015 г.), ОЭММПУ РАН (проект IV-4-12) и РФФИ (грант 15-01-09235).