Воскобійник А.В., Воскобійник В.А. «Кінематика вихорового руху на обтічній поверхні з напівциліндричною канавкою» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 10, № 3, с. 30-41 (2007)

Приведены результаты экспериментов по изучению влияния локальной полуцилиндрической канавки на гидравлически гладкой плоской пластине, на источники псевдозвуковых пульсаций, структуру турбулентного пограничного слоя и его кинематические и спектральные характеристики. Представлены данные визуальных исследований особенностей вихревого движения внутри углубления и над обтекаемой плоской поверхностью. Измерения с помощью проволочных термоанемометров показали, что внутри канавки формируются когерентные вихревые системы различных масштабов, которые периодически выбрасываются в пограничный слой. В результате взаимодействия турбулентного пограничного слоя, циркуляционного движения внутри канавки и выбросов вихревых систем из нее появляются локальные области возрастания и уменьшения местной скорости, характеризующие процессы ускорения или торможения набегающего потока вблизи выемки. В спектральных зависимостях пульсаций скорости, измеренных внутри полуцилиндрического углубления и возле него, обнаружены дискретные пики. Они соответствуют частоте вращения крупномасштабного вихря внутри канавки, частоте его выброса наружу в пограничный слой и первой сдвиговой моде Розитэ автоколебаний для углубления. С удалением от канавки взаимодействие пограничного слоя и энергоемких псевдозвуковых источников гидродинамического шума, порождаемых вихревым движением внутри углубления, ослабевает и турбулентный пограничной слой восстанавливается.

Воскобойник А.А., Воскобойник А.В., Воскобойник В.А. «Характеристики пульсаций псевдозвукового давления в лунке при малых числах Рейнольдса» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 12, № 4, с. 10-22 (2009)

Представлены результаты экспериментальных исследований полей пульсаций скоростного напора и пристеночного давления, сгенерированных вихревыми структурами, которые формируются внутри полусферического углубления на плоской пластине, обтекаемого течением при малых числах Рейнольдса. Измерения проводились c помощью ансамбля миниатюрных датчиков пульсаций пристеночного давления, установленных заподлицо с обтекаемой поверхностью лунки и в ее окрестности, а также датчиков пульсаций скоростного напора, расположенных внутри лунки над ее поверхностью. Получены среднеквадратичные значения и спектральные плотности мощности исследуемых величин. Показано влияние лунки на интегральные и спектральные характеристики поля пульсаций псевдозвукового давления. Отмечены особенности генерации устойчивых крупномасштабных вихревых структур и их взаимодействия с пограничным слоем над пластиной. В спектральных зависимостях пульсаций пристеночного давления и скоростного напора обнаружены тональные составляющие, обусловленные частотой вращения симметричной крупномасштабной вихревой структуры внутри лунки (St≈0.1), частотой ее выбросов (St≈0.05) и частотой автоколебаний вихревых структур сдвигового слоя (St≈0.4).

Воскобойник В.А. «Взаимные корреляции и спектры турбулентных пульсаций давления на обтекаемой поверхности лунки» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 14, № 2, с. 26-37 (2011)

Представлены результаты экспериментальных исследований поля пульсаций пристеночного давления, которое формируется при турбулентном обтекании глубокой сферической лунки. Поведение взаимных корреляционных и спектральных характеристик свидетельствует, что внутри лунки генерируются наклонные асимметричные крупномасштабные вихри. Эти вихревые структуры переключаются из одного наклонного положения в другое, возбуждая низкочастотные модулирующие колебания. Наклонное расположение вихревых структур обуславливает появление антикорреляции (противофазные колебания) в поле пульсаций пристеночного давления на противоположных боковых стенках сферической лунки. В ходе эволюции асимметричные вихри выбрасываются над кормовой стенкой лунки, причем угол выброса увеличивается с ростом числа Рейнольдса.

Коновалюк Т.П. «Особенности структуры звукового поля при взаимодействии точечных вихрей» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 15, № 1, с. 38-58 (2012)

В рамках модели точечных вихрей и акустической аналогии Лайтхилла в широком диапазоне геометрических параметров выполнены расчеты и проведен анализ звуковых полей, порождаемых при прямом и обменном взаимодействии в безграничной идеальной жидкости трех точечных вихрей с интенсивностями k₁=k₂=–k₃. Обнаружен эффект вращения диаграммы направленности. Установлены соотношения между поворотом диаграммы направленности и поворотом вихревой системы. Показано, что вихревая система и генерируемое ею звуковое поле могут вращаться как в одном, так и в противоположных направлениях.

Губанов Д.А., Запрягаев В.И., Киселев Н.П. «Структура течения сверхзвуковой недорасширенной струи с вдувом микроструй» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 8, № 1, с. 44-55 (2013)

Выполнено экспериментальное и численное исследование структуры течения сверхзвуковой недорасширенной струи с поперечным вдувом шести микроструй. Данные эксперимента и расчета удовлетворительно согласуются. Вдув микроструй способствует сокращению длины начального газодинамического участка. Микроструи способствуют генерации продольных крупномасштабных вихрей, придающих внешнему слою смешения струи "грибовидную" форму. Регистрируется диссипация продольных искусственно созданных вихрей, генерируемых микроструями, во второй газодинамической "бочке". Впервые выполнено детальное исследование сложной ударно-волновой структуры сверхзвуковой недорасширенной струи, взаимодействующей со сверхзвуковыми микроструями. Зафиксирована сложная система скачков уплотнения и волн разрежения, распространяющихся от места соприкосновения микроструй с основной струей, взаимодействующих между собой и с элементами ударноволновой структуры основной струи.

Абдуракипов С.С., Дулин В.М., Маркович Д.М. «Экспериментальное исследование динамики когерентных структур в затопленной струе при периодичном воздействии» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 8, № 1, с. 56-64 (2013)

Исследуется динамика когерентных структур, а также их размеры и интенсивность, на начальном участке затопленной круглой струи при периодичном возмущении начальной скорости потока с использованием оптического метода Particle Image Velocimetry (PIV) для измерения полей мгновенной скорости и статистического метода Dynamic Mode Decomposition (DMD). PIV измерения проводились с частотой 1,1 кГц. Применение метода DMD к набору измеренных полей скорости позволило определить характерные частоты турбулентных пульсаций, содержащихся в DMD спектре, для различных областей потока и проанализировать масштабы соответствующих этим частотам пространственных когерентных структур, содержащихся в DMD модах. Дополнительные расчеты спектров турбулентных пульсаций показали хорошее совпадение частот главных гармоник с характерными частотами доминирующих DMD мод. Суперпозиция динамических мод DMD разложения позволила приближенно описать процесс нелинейного взаимодействия когерентных структур различного масштаба: формирование вихрей, их квазипериодичное попарное объединение смодуляциейамплитудыобразующихсягармоник.

Корнилов В.И., Бойко А.В. «Моделирование толстого турбулентного пограничного слоя с помощью поперечных струй» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 8, № 1, с. 78-91 (2013)

Выполнены экспериментальные исследования, направленные на изучение возможности моделирования толстого несжимаемого равновесного (по Клаузеру) турбулентного пограничного слоя на плоской пластине ограниченной длины с помощью поперечных струй. Показано, что в исследованном диапазоне параметров потока и расхода вдуваемого газа струи воздуха из нескольких рядов отверстий разного диаметра существенно утолщают турбулентный пограничный слой на относительно небольшой длине от области вдува. В большинстве случаев осредненные и пульсационные параметры пограничного слоя принимают характерные для естественно развивающегося турбулентного пограничного слоя значения начиная с расстояния порядка 22 толщин исходного пограничного слоя от положения вдуваемых струй. Профили средней скорости искусственно образованного турбулентного пограничногослоя с хорошей точностью аппроксимируются в переменных закона стенки, справедливых в каноническом пограничном слое, и обобщаются единой зависимостью с использованием эмпирического масштаба скорости для внешней области. Пульсационные параметры потока в целом также близки к таковым в каноническом пограничном слое. Обнаружено, однако, систематическое отклонение продольной компоненты пульсаций скорости от канонических значений с увеличением интенсивности вдува, которое свидетельствует об ограничении данного подхода и необходимости дальнейшего совершенствования используемой для этой цели методики моделирования.

Докукина О.И., Терентьев Е.Н., Штеменко Л.С., Шугаев Ф.В. «Пульсации давления в турбулентном потоке газа и их взаимодействие с ударной волной» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 24-28 (2013)

Исследовано взаимодействие ударной волны с турбулентным потоком воздуха в ударной трубе. Турбулизация потока осуществлялась с помощью сетки. Отраженная от перфорированного торца волна взаимодействовала с потоком. Числа Маха падающей волны 1.9–4, отраженной волны 1.6–2.5. Получены корреляционные функции пульсаций давления и их фазовые портреты. Определен масштаб турбулентности за падающей волной, за отраженной волной он на порядок меньше. Установлено, что давление за отраженной волной в турбулентном потоке на 7–8% выше соответствующего значения в ламинарном потоке при прочих равных условиях. Ключевые слова: ударные волны, турбулентное течение, вихревые кольца, акустические возмущения,масштаб турбулентности.

Кудимов Н.Ф., Панасенко А.В., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. «Расчет сверхзвуковых турбулентных струй на режимах, характерных для старта ракет-носителей» Вестник Московского авиационного института, 20, № 1, http://www.mai.ru/science/vestnik/publications.php?ID=42224 (2013)

При расчете струйных течений двигательных установок при старте ракет-носителей необходимо моделирование скачков уплотнения, зон разряжения, вязко-невязкого взаимодействия при турбулентном смешении газов струи с воздухом. На основе осредненных уравнений Навье–Стокса с использованием моделей турбулентности рассмотрены возможности расчета сверхзвуковых турбулентных струй. Приведены результаты расчетов изобарических холодных, неизобарических холодных и неизобарических горячих струй на режимах, характерных для работы двигательных установок при старте. Проведено сравнение расчетов с экспериментальными данными.