Теоретические и экспериментальные исследования по разработке методов управления ламинарно-турбулентным переходом в сверхзвуковых пограничных слоях.

Работа посвящена исследованию и разработке метода пассивного управления ламинарно-турбулентным переходом сверхзвукового пограничного слоя с помощью изменения свойств поверхности (гладкая, шероховатая). Предполагается проведение расчетов, для получения более полной информации о линейном и нелинейном развитии возмущений в пограничных слоях сжимаемого газа, необходимой для управления ламинарно-турбулентным переходом. Она включает определение критических чисел Рейнольдса, степеней пространственного усиления, диапазона неустойчивых частот, а также параметров нелинейного усиления низкочастотной части спектра в зависимости от внешних воздействий на состояние ламинарного пограничного слоя, таких как продольный градиент давления, тепло-массоперенос, а также от граничных условий, налагаемых на возмущения. Теоретически положение перехода предполагается рассчитывать хорошо зарекомендовавшим себя exp(N)- методом. Эксперименты будут выполняться на моделях плоских пластин и моделях скользящего крыла стреловидностью 45 и 70 градусов (сверхзвуковая передняя кромка для обеих моделей при числе Маха 4,0). По условиям экспериментов будут выполнены расчеты по линейной теории гидродинамической устойчивости для определения наиболее неустойчивых мод возмущений, что будет соответствовать доминирующим механизмам возникновения турбулентного течения для этих случаев. Будут уточнены представления о возможных способах замедления роста вихревых возмущений в двумерном и трехмерном сверхзвуковых пограничных слоях и определены эффективные методы управления переходом. Важным результатом выполнения проекта будет выявление лабораторных критериев эффективности способов пассивного управления переходом в сверхзвуковом пограничном слое стреловидного крыла в условиях естественных возмущений.