Губанов Д.А.
Расчёт многомодового пульсационного течения в осесимметричной полости, омываемой сверхзвуковым потоком
Различные виды каверн встречаются повсеместно в авиационной технике и во многих других инженерных приложениях. Явление сверхзвукового обтекания осесимметричного уступа, например, встречается в процессе отстыковки космических аппаратов и ступеней ракет. Часто при обтекании каверн возникают интенсивные пульсации давления, чей уровень может достигать очень высоких величин и обуславливать недопустимо высокий уровень шума или даже повреждение близлежащих агрегатов, чувствительной аппаратуры.
В работе представлены результаты экспериментально-численного исследования структуры течения и спектральных характеристик пульсаций в осесимметричной полости, омываемой сверхзвуковым потоком при числе Маха 2, Re∞=2.5∙106. Модель представляла собой цилиндр с плоским торцом диаметром D=100 мм, на оси которого имелось отверстие для стержня диаметром dст=16 мм и длиной l (l/D=0.9). На стержень устанавливался носовой конус с диаметром основания d (d/D=0.75) и углом полураствора 10˚.
Выявлено наличие многомодовых пульсаций в каверне, характеризующихся тем, что в различные моменты времени доминируют различные моды колебаний. Максимальная амплитуда пульсаций давления одной моды соответствует минимальному значению другой. Обнаружен случайный характер смены режима колебаний в полости с одной моды на другую при времени существования отдельной моды существенно большем её периода. Установлено, что моды колебаний реализуются в виде тороидальных и спиральных возмущений. Численное моделирования задачи в пакете Ansys Fluent на базе ИВЦ НГУ методом LES позволили качественно воспроизвести многомодовый характер пульсаций.
К списку докладов