Амплитудный критерий ламинарно-турбулентного перехода сверхзвукового пограничного слоя на простых телах: обзор и анализ результатов численного моделирования
Автор: Григорий Васильевич Толоко
Соавторы: Чувахов Павел Владимирович
Организация: Московский физико-технический институт
Рис. Поля возмущений давления на стенке в различные моменты времени
При обтекании тел ламинарно-турбулентный переход (ЛТП) приводит к резкому возрастанию трения на поверхности и ее избыточному нагреву. В связи с этим для задач внешней аэродинамики важно достаточно точно определять положение ЛТП, не прибегая к прямому численному моделированию или эксперименту. Для этого требуются критерии начала ЛТП.
В данной работе исследуется метод поиска точки начала ЛТП, основанный на амплитудном критерии. За основу берется метод, предложенный Липманном [1] и модифицированный в работе [2]: отношение напряжений Рейнольдса и вязких напряжений в точке ЛТП принимает критическое значение. Рассматривается задача о развитии волнового пакета на плоской пластине и последующем образовании турбулентного пятна (рис.). Анализируются результаты расчета этой задачи, выполненного путем прямого численного моделирования [3].
В работе определены точки начала перехода по двум разным критериям, посчитаны соответствующие им критические значения. Получено согласование с известными результатами [2]. Для случая малой амплитуды вводимых возмущений, где переход не происходит, показано, что отношение напряжений не достигает критического значения.
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект №23-79-10072).
1.Liepmann, H.W. Investigation of boundary layer transition on concave walls stability and transition on curved boundaries // NACA Wartime Report 4J28, Feb. 1945.
2.Егоров И.В., Федоров А.В. Критерий начала ламинарно-турбулентного перехода в сжимаемом пограничном слое // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. В печати.
3.Чувахов П.В. Зарождение турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях: дис. … д-ра физ.-мат. наук: М., 2023.
4.Толоко Г.В. Применение амплитудного критерия начала ламинарно-турбулентного перехода в задаче о развитии волнового пакета на плоской пластине // Сборник тезисов 67-й Всероссийской конференции МФТИ. В печати.
