Моделирование ламинарно-турбулентного перехода в сверхзвуковых пограничных слоях при естественных условиях

Проект направлен на исследование возникновения и развития турбулентности в пограничных слоях при сверхзвуковой скорости потока. Это одна из ключевых проблем фундаментальной аэрогидродинамики и прикладной аэродинамики летательных аппаратов (ЛА) нового поколения, таких как сверхзвуковые самолёты с низким уровнем звукового удара. Не смотря на многолетние исследования научных лабораторий всего мира, физические механизмы возникновения и развития турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях изучены слабо. До сих пор нет надёжных методов для предсказания положения зон ламинарно-турбулентного перехода (ЛТП) и расчёта в этих зонах коэффициентов вязкого трения для реальных ЛА. Это, в свою очередь, затрудняет разработку эффективных систем ламинаризации. Актуальность проекта связана с необходимостью перехода на экологически чистые и высокоэкономичные транспортные системы. Для многих практически важных случаев, включая натурный полёт, возникновение турбулентности обусловлено возбуждением и нарастанием неустойчивых возмущений. Их дальнейшее нелинейное развитие приводит к порождению турбулентных пятен и к формированию переходного режима течения с неравновесной перемежающейся в пространстве и времени турбулентностью. Для физически обоснованного моделирования данного процесса предлагается решить следующие группы задач: 1) Исследовать механизмы возникновения турбулентных пятен и их зависимость от внешних возмущений; 2) Исследовать механизмы развития турбулентных пятен и релаксации поля течения к равновесному турбулентному состоянию. Поставленные в проекте задачи являются новыми или слабо изученными не только в России, но и за рубежом. Для их решения привлечены специалисты с многолетним опытом работы в этой области. Ожидаемые результаты будут соответствовать мировому уровню или превосходить его.