О некоторых особенностях течения в ударном слое около полуконуса на пластине

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты экспериментального и численного исследований структуры сверхзвукового обтекания при числе Маха М = 3 компоновки полуконус на пластине, вершина которого совпадает с ее сверхзвуковой передней кромкой. С использованием специального оптического метода для визуализации сверхзвуковых конических течений установлено, что при обтекании компоновки без или под углом атаки область отрыва, возникающая при взаимодействии с пограничным слоем на пластине либо головной конической волны, либо внутренней ударной волны, целиком располагается на пластине. Появление дополнительных особых линий на поверхности полуконуса и вихревых структур невязкого происхождения в ударном слое связано с существованием контактных разрывов, исходящих из тройных точек либо λ-конфигурации ударных волн, сопутствующей области отрыва на пластине, либо на головной ударной волне, возникающих при обтекании компоновки без или с углом атаки. На основе моделей идеального и вязкого газа разработаны численные коды для расчета течения в коническом приближении. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными показало их удовлетворительное согласие и возможные границы применения каждого из них.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Зубин

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: zubinma@mail.ru
Россия, Москва

Ф. А. Максимов

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: f_a_maximov@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Зубин М.А., Остапенко Н.А., Чулков А.А. Конические течения газа с ударными волнами и отрывом турбулентного пограничного слоя // Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 2. С. 140–160.
  2. Зубин М.А., Максимов Ф.А., Остапенко Н.А. Критерии существования невязких вихревых структур в ударных слоях конических течений газа // Докл. РАН. 2014. Т. 434. № 3. С. 282–288.
  3. Зубин М.А., Максимов Ф.А., Остапенко Н.А. Невязкие вихревые структуры в ударных слоях конических течений около V-образных крыльев // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 3. С. 97–113.
  4. Гунько Ю.П., Кудрявцев А.Н., Рахимов Р.Д. Сверхзвуковые невязкие течения с регулярным и нерегулярным взаимодействием скачков уплотнения в угловых конфигурациях // Изв. РАН. МЖГ. 2004. № 2. С. 152–169.
  5. Аэродинамические установки Института механики МГУ / под. ред. Г.Г. Черного, А.И. Зубкова, Ю.А. Панова. М.: Изд-во Московского университета. 1985. 43 с.
  6. Гонор А.Л., Зубин М.А., Остапенко Н.А. Применение лазеров в экспериментальной аэродинамике / В кн.: Приборостроение и автоматический контроль. М.: Машиностроение. 1985. №2. С. 5–43.
  7. Зубин М.А., Максимов Ф.А., Остапенко Н.А. О некоторых особенностях структуры течения в ударных слоях конических течений газа // Изв. РАН. МЖГ. 2014. № 6. С. 118–134.
  8. Maksimov F.A. Simulation of the Flows Near Wings with Supersonic Edges. Advances in the Theory and Practice of Computational Mechanics. Smart Innovation/ Systems and Technologies. 2022. Vol. 274. P. 87–103.
  9. Максимов Ф.А., Чураков Д.А., Шевелев Ю.Д. Разработка математических моделей и численных методов для решения задач аэродинамического проектирования на многопроцессорной вычислительной технике // ЖВММФ. 2011. Т. 51. №2. С. 303–328.
  10. Авдуевский В.С., Грецов В.К. Исследование трехмерного отрывного обтекания полуконусов, установленных на пластине // Изв. АН СССР. МЖГ. 1970. №6. С. 112-115.
  11. Settles G.S., Kimmel R.L. Similarity of quasiconical shock wave/turbulent boundary layer interactions // AIAA Journal. 1986. Vol. 24. No. 1. Р. 47–53.
  12. Zheltovodov A., Knight D. Ideal-Gas Shock Wave–Turbulent Boundary-Layer Interactions in Supersonic Flows and Their Modeling: Three-Dimensional Interactions / in a book Shock Wave-Boundary-Layer Interactions, edited H. Babinsky and J.K. Harvey (chapter 5, p. 202-258), New York: Cambridge University Press. 2011.
  13. Sabnis K., Babinsky H. A review of three-dimensional shock wave–boundary-layer interactions / Progress in Aerospace Sciences 143 (2023) 100953, p. 1–27.
  14. Зубин М.А., Остапенко Н.А. Структура течения в отрывной области при взаимодействии прямого скачка уплотнения с пограничным слоем в угле // Изв. АН СССР. МЖГ. 1979. № 3. С. 51–58.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальная модель и система координат.

Скачать (90KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сетка около V-образного крыла с центральным телом в виде конуса.

Скачать (50KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Теневые картины течения (а, б) в плоскости нормальной образующей конуса и сопоставление с данными расчетов (изобары и линии тока) для моделей идеального (в, г) и вязкого газа (д, е) при угле атаки α = 0° и ϑ = 25 (а, в, д) и 30° (б, г, е). Символы I и II — положение особых линий стекания и растекания, снятые с картин предельных линий тока.

Скачать (512KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Картина линий тока на поверхности модели: угол атаки α = 0°, полуугол раскрытия конуса ϑ = 25°.

Скачать (537KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение давления по поверхности модели при α = 0° и ϑ = 30°: символ I — эксперимент, кривые I, II — невязкий и вязкий расчеты; отрезки прямых 1–4 — положение особых линий на поверхности модели.

Скачать (132KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Интенсивность контактного разрыва ∆K (а) и число Маха Mn (б) компоненты скорости нормальной к лучу, проходящему через тройную точку λ-конфигурации ударных волн.

Скачать (94KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Схемы течения при обтекании пластины под углом атаки α = 0°.

Скачать (143KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Теневые картины течения (а) в плоскости нормальной образующей конуса и сопоставление с данными расчетов (изобары и линии тока) для моделей идеального (б) и вязкого газа (в) при угле атаки α = 10° и ϑ = 25°. Символы I и II — положение особых линий стекания и растекания, снятые с картин предельных линий тока.

Скачать (542KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Интенсивность контактного разрыва ∆K (а) и число Маха Mn (б) компоненты скорости нормальной к лучу, проходящему через точку ветвления на головной ударной волне.

Скачать (187KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Распределение давления по поверхности модели при α = 10° и ϑ = 25°: символ I — эксперимент, кривые I, II — невязкий и вязкий расчеты; отрезки прямых 1–4 –положение особых линий на поверхности модели.

Скачать (131KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Схемы течения при обтекании пластины под углом атаки α.

Скачать (83KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».