Исследование физических проблем управления газовыми и плазменными сдвиговыми течениями

Цель: исследование физических механизмов воздействия структурированных покрытий и активных методов управления на до-, сверх- и гиперзвуковые течения, их экспериментальная реализация и разработка рекомендаций по их использованию. Задачи: исследование влияния нагрева газопроницаемой пористой вставки на аэродинамическое сопротивление цилиндра в сверхзвуковом потоке; экспериментальные и численные исследования течений одно- и двухкомпонентных газов в гиперзвуковом ударном слое на пластине под углом атаки с учетом реальных свойств газов; исследование ламинарно-турбулентного перехода в течение пуска в аэродинамической трубе при падающих параметрах потока; численное исследование воздействия охлаждения элементов поверхности тонкого тела вращения на уровень звукового удара; определение режимов работы импульсной установки и схем подачи топлива для реализации искусственного воспламенения в сверхзвуковой камере сгорания; изучение образования и нагрева углекислого газа в качестве рабочего тела высокоэнтальпийной импульсной установки; экспериментальное исследование структуры сверхзвуковых плоских микроструй; исследование воздействия плазмы диэлектрического барьерного и поверхностного скользящего разрядов на ламинарный пограничный слой с целью его принудительной турбулизации; исследование МГД-воздействия на сверхзвуковое обтекание пластины и ламинарно-турбулентный переход. В комплексном экспериментальном исследовании сверхзвуковых осесимметричных микроструй выявлены новые режимы течения газовых струй и условия их существования. Составлена карта режимов. Показано, что в случае ламинарного течения в струе происходит значительное увеличение ее дальнобойности по сравнению с дальнобойностью макроструй. В турбулентном режиме дальнобойность микроструи соответствует дальнобойности макроструи. Экспериментальными исследованиями показана возможность моделирования газодинамической структуры сверхзвуковых нерасчетных микроструй с помощью числа Рейнольдса. Численное моделирование полей течения ламинарных и турбулентных микроструй показало хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных, что подтверждает возможность использования уравнений, полученных для макроскопических течений, при моделировании газовых микроструй.