Механизмы возникновения турбулентности на крыле в сверхзвуковом полёте

На примере сверхзвукового обтекания прямого крыла с тонким профилем будут выполнены расчёты по линейной теории устойчивости и выявлен частотно-волновой диапазон неустойчивых возмущений, для которого будет определён наиболее «опасный» тип внешних возмущений. Предполагается, что главную роль в процессе ламинарно-турбулентного перехода (ЛТП) играют вихревые возмущения из инерционного или колмогоровского интервалов атмосферной турбулентности. Их спектр имеет простую форму, что дает возможность относительно просто моделировать внешние возмущения, запускающие ЛТП в условиях сверхзвукового полета. Проверка этой гипотезы — одна из основных целей Проекта. Численное моделирование позволит выяснить, в какой степени ламинарно-турбулентный переход зависит от параметров атмосферной турбулентности. Будут исследованы все стадии ЛТП, включая нелинейные механизмы возникновения турбулентных пятен, а также найдена зависимость таких механизмов от внешних возмущений. Настоящий Проект позволит ответить на следующие принципиально важные вопросы. Какой механизм нелинейного распада, ведущий к образованию турбулентных пятен, преобладает на прямом крыле с тонким профилем в типичных условиях сверхзвукового полёта? В какой степени он зависит от атмосферных возмущений? Каким образом следует моделировать (или предсказывать) эту зависимость для натурных условий, чтобы обеспечить приемлемую точность расчёта аэродинамических и тепловых характеристик крыла при переходном режиме обтекания?