Нестационарные явления при сверхзвуковом обтекании систем тел

Максимов, Ф.А.; Гувернюк, С.В.

Авторы: Максимов Ф.А., Гувернюк С.В.
Сборник: Ломоносовские чтения. Научная конференция. Секция механики. Октябрь 2020 года. Тезисы докладов
Редактор: Гувернюк Сергей Владимирович
Серия: Математика и механика
Тезисы
Год издания: 2020
Издательство: Институт механики МГУ
Местоположение издательства: Москва
Первая страница: 7151
Последняя страница: 152
Аннотация: В задаче о сверхзвуковом обтекании вязким совершенным газом плоской решетки параллельных цилиндрических стержней существует три интервала параметрической неоднозначности решения по числу Маха набегающего потока. Это выражается в том, что структура газодинамического течения около достаточно редкой решетки и аэродинамические нагрузки на ее элементы зависят не только от величины, но и от предыстории изменения числа Маха. При этом прохождение интервалов неоднозначности при увеличении или уменьшении числа Маха сопровождается ярко выраженными гистерезисными явлениями трех типов. Первый связан с перестройкой между коллективным и локальным вариантами обтекания элементов решетки. Аналогом здесь может служить хорошо известный гистерезис при запуске сверхзвукового воздухозаборника. Второй тип гистерезиса связан с известной неоднозначностью схем пересечения (по вариантам регулярного или маховского взаимодействия) локальных ударных волн, распространяющихся от соседних элементов решетки в область сверхзвукового следа. Третий тип связан с перестройкой дозвукового донного течения за элементами решетки в результате непосредственного воздействия ударных волн от соседних элементов, что приводит к значительному увеличению размеров дозвуковой области и повышению донного давления. Этот тип гистерезиса впервые был идентифицирован авторами данного доклада при численном исследовании ламинарного сверхзвукового обтекания решеток (https://istina.msu.ru/publications/article/14068840/). В ходе дальнейших численных исследований обтекания решетки (с коэффициентом геометрической проницаемости 0,8 в диапазоне чисел Маха при показателе адиабаты 1,4 и числе Рейнольдса 105) выяснилось, что прохождение интервала гистерезиса третьего типа сопровождается необычным для сверхзвуковой газодинамики явлением – возникновением в сверхзвуковом следе за элементами решетки периодической системы локализованных вихревых сгустков, напоминающих по виду классическую дорожку Кармана за цилиндром в потоке вязкой несжимаемой жидкости. При этом аэродинамическая нагрузка на элемент решетки изменяется по периодическому закону так, что частота колебаний продольной составляющей аэродинамической силы в два раза больше частоты f колебаний поперечной составляющей. Парадоксально, что число Струхаля , вычисленное по диаметру элемента решетки и скорости невозмущенного набегающего сверхзвукового потока, хоть и зависит от числа Маха, но эта зависимость, локализуется в окрестности значения (с разбросом 0,05), что также характерно для обтекания цилиндрических тел в вязкой несжимаемой жидкости. Расчеты проведены с помощью авторской многоблочной вычислительной технологии, сочетающей локальные (адаптированные к поверхности элементов решетки) криволинейные сетки с глобальной прямоугольной сеткой, имеющей конечные области взаимного перекрытия с локальными сетками около элементов решетки. Для визуализации течений использовалось построение линий уровня полей модуля градиента плотности. Ввиду ряда очевидных возможностей полезного применения, дальнейшие исследования предполагается сосредоточить на попытках экспериментального воспроизведения режимов нестационарной дорожки в сверхзвуковом потоке. Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (проект № 19-01-00242).
Добавил в систему: Гувернюк Сергей Владимирович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИПМех РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИПМех РАН

Нестационарные явления при сверхзвуковом обтекании систем телтезисы доклада

Прикрепленные файлы