Запрягаев В.И., Киселев Н.П., Пивоваров А.А., Кавун И.Н., Бойко В.М. «Влияние шевронов на структуру течения сверхзвуковой неизобарической струи» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 5-17 (2017)

Исследована структура течения начального участка сверхзвуковой недорасширенной струи, истекающей из конвергентного сопла с шестью вихреобразующими элементами трапециевидной формы (шевронами), расположенными на срезе. Представлены результаты визуализации течения, полученные с помощью теневого метода и метода лазерного ножа. Проведены эксперименты с использованием бесконтактного панорамного лазерного метода измерения скорости PIV. Для сопла с шевронами измерения проведены при двух положениях лазерного ножа – по оси шеврона и между шевронами. В начальном участке сверхзвуковых струй получены распределения мгновенной и средней скорости. Показано, что в сверхзвуковой недорасширенной струе, истекающей из сопла с шевронами, по сравнению с «чистым» соплом происходит изменение ударно-волновой структуры течения, уменьшается уровень среднеквадратичных пульсаций скорости в области диска Маха. За тройной точкой во внутреннем слое смешения струи формируются крупномасштабные вихревые структуры. При смешении внутренних слоев на оси струи за прямым скачком уплотнения регистрируется максимум пульсаций скорости. В струе, истекающей из сопла с вихрегенераторами, наблюдается интенсификация смешения. Проведено сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными измерений полей скорости. Результаты эксперимента и расчета удовлетворительно согласуются.

Гутов Б.И., Звегинцев В.И., Мельников А.Ю. «Влияние противодавления на течение в диффузоре сверхзвукового воздухозаборника» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 18-28 (2017)

Представлены результаты численного исследования перехода от сверхзвукового течения к дозвуковому в диффузоре сверхзвукового воздухозаборника прямоточного воздушно-реактивного двигателя при изменении противодавления в камере сгорания (при дросселировании канала). Рассматривались два варианта осесимметричного диффузора с большими углами (угол раскрытия q = 10° и q = 90°). Получены картины течения в зависимости от геометрических параметров диффузора и от степени дросселирования канала. Течение в диффузоре с углом раскрытия q = 10° соответствует псевдоскачковому режиму течения с отрывными зонами в пограничном слое. Течение в диффузоре с углом раскрытия q = 90° соответствует струйному течению в канале. Несмотря на принципиально различные режимы течения, характеристики потока на длине более 8–10 калибров одинаковы. Проведен анализ влияния противодавления на характеристики перехода (потери полного давления, прирост статического давления, длину переходной зоны и др.). Показано, что при использовании диффузора с большими углами раскрытия противодавление в камере сгорания может изменяться в три раза, не оказывая влияния на течение в горле и, соответственно, на течение в воздухозаборнике.