Главная – Журналы – Теплофизика и аэромеханика 2019 номер 6

Проведено экспериментальное исследование влияния двух близко расположенных одиночных элементов шероховатости цилиндрической формы на ламинарно-турбулентный переход. Эксперименты выполнены на конической модели с радиусом затупления 9 мм при числе Маха М = 5. Парные элементы шероховатости с различными наборами высот и углов разнесения размещались на затупленном носике модели. На основе термоанемометрических измерений получена информация о средних и нестационарных параметрах пограничного слоя в следе за шероховатостями. Для всех типов шероховатости подтверждено существование эффективной высоты шероховатости, при превышении которой происходит деформация границы пограничного слоя и увеличение неравновесности течения в следе. Проведено сравнение процессов турбулизации течения в следе за одиночной и парной шероховатостями. Как и для одиночной шероховатости, процесс турбулизации течения за парной шероховатостью сопровождается формированием продольных вихрей, что приводит к деформации профиля скорости. В зависимости от величины деформации происходит либо затухание, либо возрастание пульсаций в следе. В отличие от одиночной шероховатости, парная шероховатость уменьшает массовый расход в более узком диапазоне углов, причем наполнение пограничного слоя в этом диапазоне более существенно. Если для одиночной шероховатости турбулизация происходит непосредственно за шероховатостью, то для парной шероховатости основной рост массового расхода происходит в следе, распространяющемся от границы двух шероховатостей. Наличие шероховатости оказывает значительное влияние на нестационарные характеристики пограничного слоя при высоте элемента шероховатости меньше эффективной. В следе за парной шероховатостью происходит взаимодействие вихрей, что приводит к уменьшению эффективного числа Рейнольдса по сравнению со случаем одиночной шероховатости.