Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.15 Колебания тел и структур в потоке, аэроупругость

 

Бондарев В.О., Веденеев В.В. «Флаттер бесконечных упругих пластин с учетом пограничного слоя при конечных числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 89-107 (2017)

Исследуется устойчивость бесконечной упругой пластины в сверхзвуковом потоке газа при наличии пограничного слоя, который образуется на поверхности пластины. Изучено влияние вязких и температурных возмущений пограничного слоя при больших, но конечных числах Рейнольдса на поведение бегущих волн. Показано, что при малой толщине пограничного слоя в зависимости от фазовой скорости распространения возмущений, вязкость может оказывать как стабилизирующий, так и дестабилизирующий эффект.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 89-107 (2017) | Рубрики: 04.15 08.15

 

Дрясов А.Д., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семенов Н.В., Семенов А.Н. «Влияние вихревых возмущений на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое на скользящем крыле при М = 2,5» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 11, № 1, с. 16-22 (2016)

Experimental investigations of the receptivity of a supersonic boundary layer on a swept wing to the vortex perturbations were made at Mach 2.5. A symmetrical wing model with a 45 sweep angle and a 3-percent-thick circular-arc airfoil was used in experiments. The investigation of the vortex disturbances structure generated by a wire was done. It has been shown that the level of disturbances in the free flow increases with increasing wire diameter. The positions of the laminarturbulent transition at different diameters of wire were determined and data of the disturbances development in the model boundary layer were obtained. It was found that an increase in the intensity of vortex disturbances in the free flow leads to an earlier transition. Receptivity coefficients were determined.

Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 11, № 1, с. 16-22 (2016) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Калинин Е.И., Мазо А.Б., Малюков А.В., Молочников В.М., Охотников Д.И. «Обтекание поперечного выступа в канале пульсирующим потоком при умеренных числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 31-41 (2017)

Представлены результаты визуальных исследований и прямого численного моделирования обтекания поперечного выступа в канале в пульсирующем внешнем потоке при числах Рейнольдса, соответствующих переходу к турбулентности в отрывной области за выступом при его обтекании стационарным потоком. Показано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных. Выполнен анализ влияния параметров вынужденной нестационарности на вихревую структуру течения за выступом. Получены некоторые закономерности формирования и эволюции вихревых структур за выступом в пульсирующем потоке.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 31-41 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Голубев А.Ю., Потокин Г.А. «Трехмерные поля пульсаций давления в окрестности консольных цилиндрических препятствий» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 42-49 (2017)

Проведены экспериментальные исследования полей пристенных турбулентных пульсаций давления в окрестности цилиндрических тел, расположенных ортогонально обтекаемой поверхности. Показана существенная неоднородность и трехмерность поля пульсаций давления в измерительном пространстве. Представлена зависимость основных характеристик неоднородного поля пульсаций давления от геометрических параметров. Демонстрируется слабое влияние толщины пограничного слоя и высоты препятствия (при значениях, больших диаметра цилиндра).

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 42-49 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Гапонов С.А., Ермолаев Ю.Г., Зубков Н.Н., Косинов А.Д., Лысенко В.И., Смородский Б.В., Яцких А.А. «Исследование влияния вдува тяжелого газа в сверхзвуковой пограничный слой на его ламинарно-турбулентный переход» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 61-69 (2017)

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 61-69 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Гапонов С.А., Смородский Б.В. «Ламинарный сверхзвуковой пограничный слой бинарной смеси газов» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 11, № 1, с. 5-15 (2016)

Theoretical investigation of the properties of a compressible binary-mixture boundary-layer in the framework of local self-similar boundary-layer equations. We have considered the problem, when the foreign gas of various molecular weights – lighter and heavier than air – has been injected into the flat-plate boundary-layer through the permeable model surface. Computations of the binarymixture velocity, density and temperature profiles as well as foreign gas concentration in such boundary layers at different Mach numbers have been performed. It has been found that increase of a foreign gas injection leads to a monotonous decrease of the skin friction and heat transfer coefficients. It has been established that at free stream Mach number M<2 action of a heavy gas injection from the model surface into the boundary layer is similar to the action of the model cooling. This injection increases the density of the mixture near the wall. As a result, the profiles of the supersonic boundary layer are modified in such a way that the boundary-layer linear stability should be increased with injection of a foreign gas with high molecular weight. This in turn should lead to a shift in position of the laminar-turbulent transition downstream.

Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 11, № 1, с. 5-15 (2016) | Рубрика: 08.15

 

Голубев М.П., Шмаков А.С. «О применении упругих покрытий для регистрации поля давления на поверхности модели при сверхзвуковом режиме обтекания» Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 11, № 1, с. 23-33 (2016)

The work presents the results of application of panoramic interferential technique which is based on elastic layers (sensors) usage to obtain pressure distribution on the flat plate having sharp leading edge. Experiments were done in supersonic wind tunnel at Mach number M=4. Sensitivity and response time are shown to be enough to register pressure pulsation against standing and traveling sensor surface waves. Applying high-frequency image acquiring is demonstrated to make possible to distinguish at visualization images high-speed disturbances propagating in the boundary layer from low-speed surface waves.

Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика, 11, № 1, с. 23-33 (2016) | Рубрика: 08.15

 

Хотяновский Д.В., Кудрявцев А.Н. «Прямое численное моделирование перехода к турбулентности в сверхзвуковом пограничном слое на гладких и шероховатых поверхностях» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 5, с. 80-92 (2017)

Выполнено прямое численное моделирование развития неустойчивости и перехода к турбулентности в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине. Расчеты проведены для умеренных сверхзвуковых (число Маха набегающего потока M=2) и гиперзвуковых (M=6) скоростей. Моделировалось развитие пограничного слоя на этапах линейного роста возмущений, их нелинейного взаимодействия, стохастизации и формирования турбулентного течения. Рассмотрен случай ламинарно-турбулентного перехода, инициированного распределенной шероховатостью поверхности пластины, при числе Маха M=2.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 5, с. 80-92 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Поливанов П.А., Громыко Ю.В., Сидоренко А.А., Маслов А.А. «Турбулизация следа за одиночным элементом шероховатости на затупленном теле при гиперзвуковом числе Маха» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 5, с. 102-110 (2017)

Проведено экспериментальное исследование влияния одиночного элемента шероховатости цилиндрической формы на ламинарно-турбулентный переход при наличии энтропийного слоя. Эксперименты выполнены на затупленной конической модели при числе Маха M=5. Элемент шероховатости размещался на затупленном носике модели. На основе термоанемометрических измерений получена информация о средних и нестационарных параметрах пограничного слоя в следе за элементом шероховатости. Показано, что турбулизация за элементом шероховатости происходит при локальном числе Рейнольдса, вычисляемом по высоте элемента шероховатости и равном 400–500. Установлено, что наличие шероховатости оказывает значительное влияние на нестационарные характеристики пограничного слоя при высоте элемента шероховатости, меньшей эффективной.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 5, с. 102-110 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Чувахов П.В., Боровой В.Я., Егоров И.В., Радченко В.Н., Оливье Г., Рогелиа А. «Влияние малого притупления на формирование вихрей Гертлера при сверхзвуковом обтекании угла сжатия» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 23-40 (2017)

С использованием метода тонких люминесцентных покрытий, чувствительных к температуре, исследовано влияние малого цилиндрического притупления передней кромки пластины на формирование пространственных структур в номинально двумерном сверхзвуковом течении в угле сжатия при числе Маха M≈8 и ламинарном состоянии невозмущенного пограничного слоя. В области присоединения оторвавшегося потока в широком диапазоне чисел Рейнольдса (0,15·106–2,55·106) при различных углах отклонения потока и длине пластины обнаружены продольные вихри. Показано, что наличие вихрей вызывает колебания коэффициента теплообмена в поперечном направлении, амплитуда которых может достигать 30%. При значительных неровностях передней кромки пластины зафиксированы максимальные отклонения числа Стэнтона, достигающие 80%. Установлено, что при малом притуплении передней кромки существенно уменьшаются как максимальные значения числа Стэнтона в области присоединения, так и амплитуды его колебаний в поперечном направлении, вызванных продольными вихрями. Для ряда условий эксперимента получены решения трехмерных уравнений Навье–Стокса. Показано, что результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными. Это свидетельствует о значительном стабилизирующем влиянии малого притупления на интенсивность продольных вихрей.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 23-40 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Яковчук М.С. «Моделирование поперечного вдува импульсной струи с поверхности плоской пластины в сверхзвуковой поток» Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 114-125 (2017)

Исследуется поперечный вдув импульсной струи в сверхзвуковой поток с целью создания управляющих усилий в ракетных двигателях на твердом топливе. Расход газа через сопло вдува регулируется с помощью поршня, совершающего возвратно-поступательное движение. С использованием метода конечных объемов и технологии подвижных сеток проводится дискретизация осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и уравнений реализуемой (κ-ε)-модели турбулентности. Сравниваются распределения давления на поверхности пластины, полученные в рамках различных подходов к описанию поля течения и разностных схем. Проводится сопоставление решения, полученного для случая вдува импульсной струи, с решением для случая, когда клапан не препятствует прохождению газа через сопло вдува. Исследуется зависимость управляющего усилия, созданного в результате вдува газа, от времени.

Прикладная механика и техническая физика, 58, № 6, с. 114-125 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Фомичев В.П., Ядренкин М.А. «Структура гиперзвукового потока воздуха у плоской поверхности при различной интенсивности магнитогазодинамического взаимодействия» Письма в Журнал технической физики, 43, № 23, с. 31-39 (2017)

Выполнена систематизация эффектов, наблюдаемых в экспериментальных работах по исследованию магнитогазодинамического взаимодействия у поверхности пластины в высокоскоростном потоке газа. По величине параметра гидромагнитного взаимодействия выделены уровни интенсивности воздействия на ударно-волновую структуру течения. DOI: 10.21883/PJTF.2017.23.45273.16648

Письма в Журнал технической физики, 43, № 23, с. 31-39 (2017) | Рубрика: 08.15

 

Бычкова И.Ю. «Моделирование задержки импульсных ультразвуковых сигналов в конвективном потоке над нагретой поверхностью» Вестник Чувашского университета, № 3, с. 173-179 (2017)

Предлагаются математическая модель конвективного потока воздуха над нагретой поверхностью и алгоритм расчета задержки импульсных ультразвуковых сигналов. Приводятся аналитические выражения и программа, реализующая построение температурного поля вблизи нагретой поверхности, расчет траектории и времени прохождения ультразвуковых сигналов. Лабораторные экспериментальные измерения проводились при рассеянии ультразвука в неоднородном потоке воздуха над нагретой металлической плитой. Результаты численных расчетов качественно согласуются с экспериментальными данными и позволяют оценить параметры конвективного потока воздуха.

Вестник Чувашского университета, № 3, с. 173-179 (2017) | Рубрика: 08.15