Гапонов С.А., Терехова Н.М. «Влияние тепло-массообмена и направления вдува газа на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя» Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, № 1, с. 8-13 (2015)

Работа продолжает цикл исследований по моделированию методов управления режимами течения в пограничных слоях сжимаемого газа. Рассмотрено влияние распределенного тепло-массообмена на характеристики устойчивости сверхзвукового пограничного слоя при числах Маха М=2.0, 5.35. В силу того, что при высоких числах Маха помимо волн вихревой природы появляются неустойчивые возмущения, связанные с возбуждением акустических колебаний, в работе изучена устойчивость относительно обоих типов колебаний. Основное внимание уделяется моделированию как нормального вдува, при котором отлична от нуля только V компонент средней скорости, так и вдув других направлений, включая тангенциальный, когда на стенке не равна нулю только продольный компонент средней скорости U. Показано, что тангенциальный вдув по потоку приводит к значительной стабилизации течения по отношению как акустических, так и вихревых мод. При этом, вдув нагретого газа подавляет акустические волны и усиливает вихревые возмущения. Вдув охлажденного газа влияет на устойчивость пограничного слоя обратным образом. На основе проведенных исследований можно ожидать, что вдув холодного газа аналогичен вдуву тяжелого газа, а вдув легкого газа – вдуву нагретого газа.

Гапонов С.А., Смородский Б.В. «Управление параметрами сверхзвукового пограничного слоя путем вдува инородного газа» Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, № 1, с. 28-32 (2015)

Получена система уравнений для описания пограничного слоя (ПС) бинарной смеси газов в локально-автомодельном приближении. Проведены параметрические расчеты профилей пограничного слоя на плоской пластине при числах Маха 0.7 и 2. Оказалось, что действие вдува тяжелого газа на профиль плотности ПС аналогично действию охлаждения поверхности и должно приводить к повышению устойчивости ПС и затягиванию перехода. Получены данные о влиянии вдува на коэффициенты поверхностного трения и теплопередачи. Показано, что увеличение интенсивности вдува примеси приводит к монотонному уменьшению величин поверхностного трения и теплопередачи на стенке. При этом легкий газ оказывается более эффективным охладителем поверхности. Получены данные о поведении обобщенной точки перегиба в зависимости от параметров вдува. Оказалось, что вдув тяжелого газа приводит к движению точки перегиба к поверхности пластины, тогда как вдув легкого газа воздействует на положение точки перегиба обратным образом. Таким образом, делается заключение о возможной стабилизации сверхзвукового пограничного слоя путем вдува газа с большим молекулярным весом. Проведенная работа является основой для планируемых точных расчетов линейной устойчивости ПС бинарной смеси газов.