ТУРБУЛЕНТНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ НА ПРОНИЦАЕМОЙ ПЛАСТИНЕ В ПОТОКЕ СЖИМАЕМОГО ГАЗА С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ ДАВЛЕНИЯ
Автор: Анна Михайловна Чайка
Соавторы: Лущик В.Г., Попович С.С.
Организация: НИИ механики МГУ
Целью настоящей работы является численное моделирование турбулентного пограничного слоя на теплоизолированной проницаемой пластине в сверхзвуковом потоке с переменным по длине числом Маха, генерирующим положительный градиент давления, который характеризуется параметром градиента давления β=(δ*·dp/dx)/τw, где δ* - толщина вытеснения, p - статическое давление, x – координата в направлении потока, τw - напряжение сдвига на стенке. Этот параметр, предложенный Клаузером, является наиболее часто обсуждаемым в литературе параметром градиента давления [1].
Проведено численное исследование турбулентного пограничного слоя на теплоизолированной и нетеплоизолированной проницаемой стенке в сверхзвуковом потоке с положительным градиентом давления с использованием трехпараметрической дифференциальной RANS-модели турбулентности [2] для ряда значений интенсивности вдува (отсоса). Для теплоизолированной стенки получено обобщение относительной величины коэффициента трения Cf/Cf0 по параметру градиента давления β.
Установлено, что положительный градиент давления существенно влияет на профили скорости в основной части пограничного слоя и слабее в пристеночной части. Профили интенсивности турбулентности свидетельствуют о существенной турбулизации пограничного слоя со вдувом и ламинаризации при отсосе в потоке с положительным градиентом давления. Показано, что положительный градиент давления существенно влияет на температуру теплоизолированной проницаемой стенки по сравнению с температурой теплоизолированной непроницаемой стенки. При этом коэффициент восстановления температуры r слабо зависит от параметра проницаемости bm=±3 (рис. 1).
