Панина А.В.   Косинов А.Д.   Ермолаев Ю.Г.   Семенов Н.В.   Яцких А.А.  

О развитии искусственного локализованного возмущения в поперечно-модулированном пограничном слое скользящего крыла при числе Маха 2 (Шерегеш)

Reporter: Панина А.В.

Несмотря на большое количество работ, посвященных экспериментальному исследованию ламинарно-турбулентного перехода (ЛТП), этот вопрос не теряет своей актуальности. Для решения задачи ламинаризации необходимо детально выяснить механизмы нелинейного взаимодействия возмущений в пограничном слое и их роль в процессе ЛТП, что позволит создавать эффективные методы управления переходом. Одним из перспективных методов пассивного управления течением является использование шероховатости поверхности. Периодическая шероховатость поверхности, расположенная вблизи передней кромки модели скользящего крыла, может как стабилизировать течение, так и приблизить ЛТП к передней кромке. В данной работе рассмотрены результаты экспериментального исследования развития возмущений, создаваемых импульсным тлеющим разрядом на поверхности модели, в пограничном слое скользящего крыла с периодической распределенной шероховатостью вдоль передней кромки при числе Маха 2.

Эксперименты выполнены в малошумной сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-325 ИТПМ СО РАН при числе Маха М = 2,0 и единичном числе Рейнольдса Re1 = (6,0 +/- 0,1)*106 м–1. В экспериментах использовалась модель крыла с чечевицеобразным профилем, которая устанавливалась под нулевым углом атаки [2, 3]. Угол скольжения передней кромки модели составлял 40 градусов. Измерения средних и пульсационных характеристик течения проводились с помощью термоанемометра постоянного сопротивления (ТПС). Искусственный волновой пакет генерировался импульсным тлеющим разрядом на поверхности скользящего крыла. Разряд зажигался между двумя медными электродами, отделенными друг от друга и от модели изолятором. Электроды располагались параллельно набегающему потоку и монтировались вровень с рабочей поверхностью крыла. Начало координат х, z и z' устанавливалось по дальнему от передней кромки электроду, который располагался на расстоянии x = 29,1 мм.

Для создания неоднородного течения в пограничном слое скользящего крыла использовались периодические наклейки, которые наносились на рабочую поверхность модели крыла. Неоднородности поверхности создают в пограничном слое скользящего крыла модуляцию среднего течения около 30 % от набегающего потока, период модуляций течения соответствует периодичности элементов шероховатости. При этом волновой пакет также становится периодичным в трансверсальном направлении. Развитие волнового пакета несколько замедляется по сравнению со случаем гладкой поверхности крыла.

Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации (грант МК-2491.2019.1). Эксперименты выполнены с использованием оборудования ЦКП «Механика» (ИТПМ СО РАН).


To reports list