International Conference
"Modern Problems of Applied Mathematics and Mechanics: Theory, Experiment and Applications", devoted to the 90th anniversary of professor Nikolai N. Yanenko

Миронов С.Г.   Маслов А.А.   Поплавская Т.В.   Цырюльников И.С.  

Управление возмущениями ударного слоя на пластине под углом атаки с помощью звукопоглощающих пористых покрытий

Reporter: Миронов С.Г.

     Восприимчивость гиперзвукового вязкого ударного слоя (ВУС) к внешним воздействиям играет важную роль в формировании спектра начальных возмущений и влияет на ламинарно-турбулентный переход в гиперзвуковом пограничном слое. При воздействии внешних возмущений на ВУС на пластине под малыми углами атаки в последнем генерируются преимущественно энтропийно-вихревые возмущения, управление интенсивностью которых возможно путем введения в ВУС локальных возмущений типа вдув-отсос. При увеличении угла атаки пластины увеличивается доля акустических возмущений внутри ВУС. В этом случае управление интенсивностью пульсаций интерференционным методом оказывается менее эффективным и необходимы другие методы воздействия на возмущения, например, метод звукопоглощающих покрытий.
      Получены экспериментальные данные по определению влияния структуры и величины пористости различных звукопоглощающих материалов (вспененный никель, полузамкнутые трубчатые каналы и др.) на эффективность подавления пульсаций давления в ВУС при числе Маха 21 и единичном числе Рейнольдса 6×10⁵ м^-1. Измерения проводились в аэродинамической трубе Т-327А ИТПМ СО РАН в диапазоне углов атаки 0º до 30º.
      Для условий эксперимента проведено прямое численное моделирование развития возмущений в ВУС с граничным условием звукопоглощения на поверхности модели. Для решения уравнений Навье-Стокса использовалась программа расчета полных двумерных нестационарных уравнений Навье-Стокса, разработанная в ИТПМ СО РАН Кудрявцевым А.Н.
      В работе проведено сравнение экспериментальных и расчетных пульсаций давления и плотности для различных типов пористого покрытия. Показано, что интенсивность возмущений сразу за звукопоглощающим покрытием существенно уменьшается (коэффициент подавления пульсаций трубчатыми каналами свыше 50%) по сравнению со сплошной пластиной. Это говорит о высокой эффективности подавления возмущений даже небольшим участком пористого покрытия на поверхности.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 09-08-00557), Программы РАН 11/9 и ФЦП ННПКИР 16.740.11.0303.