Устойчивость и трехволновое взаимодействие возмущений в сверхзвуковом пограничном слое с массообменом на стенке
С. А. Гапонов, Н. М. Терехова
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН gaponov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковой пограничный слой, гидродинамическая устойчивость, ламинарно-турбулентный переход
Страницы: 301-316
Аннотация
В линейном и нелинейном приближении (слабонелинейная теория устойчивости) рассмотрено взаимодействие возмущений в пограничном слое сжимаемого газа при наличии массообмена (вдува или отсоса) на поверхности. Рассмотрены режимы умеренных (число Маха М = 2) и высоких (М = 5,35) сверхзвуковых скоростей. Показано, что отсос с поверхности приводит к значительному изменению линейной эволюции возмущений: вихревые возмущения первой моды и акустические возмущения второй моды стабилизируются, степень изменения определяется значением степени отсоса. Рассмотрены нелинейные взаимодействия в трехволновых системах между вихревыми волнами в несимметричных триплетах на М = 2 и между волнами разной природы (акустическими и вихревыми) в симметричных на М = 5,35. В последних волной накачки выступает плоская акустическая волна, которая возбуждает трехмерные субгармонические компоненты вихревой природы. Показано, что с помощью отсоса можно значитель¬но затянуть область перехода, тем самым уменьшить сопротивление трения. В режиме вдува происходят сильные деформации средних полей пограничных слоев, приводя¬щие к дестабилизации и вихревых и акустических волн в линейной области и активизирующие нелиней¬ные процессы в области перехода. Можно ожидать, что это приведет к ускорению турбулизации при сверхзвуковом обтекании.
|