Развитие основ управления кавитирующими течениями в гидроэнергетических приложениях при помощи устройств с обратной гидродинамической связью на примере обтекания крылового профиля

Одним из основных направлений совершенствования современных энергетических технологий является применение методов активного управления потоками. В настоящее время это направление является наиболее перспективным благодаря быстрому развитию современной техники. Поскольку задача управления напрямую связана с анализом реакции системы на внешнее воздействие, при выполнении данного проекта будут использованы эффективные методы вихреразрешающего численного моделирования и проведены панорамные измерения гидродинамических полей. На основе глобального анализа устойчивости и восприимчивости, а также с помощью методов понижения размерностей стохастических динамических систем будут локализованы области наибольшей восприимчивости течений к внешним периодическим возмущениям. Для управления потоками будет использован активный метод воздействия, реализованный на базе так называемого струйного осциллятора (fluidic oscillator) – устройства, в котором отсутствуют какие-либо подвижные части. Такой модуль управления будет установлен внутри модельного гидрокрыла для создания периодических возмущений около поверхности тела обтекания, работа которого впоследствии будет согласована по фазе с сигналом с датчика давления, установленного ниже по течению, для обеспечения обратной гидродинамической связи. По результатам проекта будут получены совершенно новые экспериментальные и численные данные о стационарном и нестационарном кавитационном обтекании гидрокрыльев, на основе теоретического анализа определена оптимальная область внесения возмущений и подобраны параметры управления (амплитуда, частота, фазовый сдвиг), которые позволят создать существенный задел для развития эффективных методов интеллектуального управления двухфазными потоками на отдельных элементах гидравлических турбин.