Расчетно-экспериментальное исследование нестационарных явлений в неоднородных сверхзвуковых течениях

Исследование условий ламинарно-турбулентного перехода в сверхзвуковых пограничных слоях, отрыва турбулентного пограничного слоя, а также вопросов эволюции вихревого следа и развития методов оценки характеристик демпфирования осесимметричных тел. Все исследования в рамках проекта условно можно разделить на два блока: 1. Теоретические и экспериментальные исследования влияния состава газа, свойств поверхности и характера обтекания моделей на устойчивость и ламинарно-турбулентный переход сверхзвукового пограничного слоя. 2. Численное исследование характеристик турбулентных отрывных течений в сверхзвуковых потоках под воздействием скачков уплотнения. Взаимодействие вихревых следов. Нестационарная аэродинамика возвращаемых летательных аппаратов. В результате выполнения работ по проекту будет: - на основе полных уравнений Навье – Стокса исследовано влияние конденсации паров воды на свойства пограничного слоя; - исследовано влияние подвода энергии внутрь сверхзвукового пограничного слоя на его устойчивость; - теоретически исследовано влияние диффузионного пламени на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя и развитие возмущений в нем; - в условиях разного рода контролируемого воздействия на сверхзвуковые пограничные слои уточнены механизмы взаимодействия неустойчивых волн; - исследовано влияние свойств газа, неоднородности поверхности, угла атаки моделей на устойчивость и ламинарно-турбулентный переход сверхзвукового пограничного слоя; - изучены условия порождения продольных вихрей в сверхзвуковых пограничных слоях на плоских моделях и режимы возникновения перехода в этих условиях; - исследовано обтекание несущей поверхности, расположенной в вихревом следе за крылом; - исследовано влияние числа Рейнольдса на режимы взаимодействия пары продольных вихрей одинаковой интенсивности; - предсказаны свойства турбулентного отрыва в окрестности падающего на пластину косого скачка при числе Маха М = 2,25 и уточнены пространственные и нестационарные эффекты, проявляющиеся в отрывной зоне, а также структура турбулентности в невозмущенном и возмущенном скачком пограничном слое; - подготовлен обзор достижений в моделировании сверхзвуковых турбулентных отрывных течений с использованием DNS и LES подходов с примерами расчетов турбулентного отрыва в окрестности двумерных (падающий косой скачок; наклонные ступеньки и уступы) и пространственных (вертикальный киль на пластине) канонических конфигураций и результатами их валидации на основе тестовых экспериментов; - изучены особенности свободных колебаний и характеристики аэродинамического демпфирования осесимметричных тел при сверхзвуковых скоростях; - исследована динамика движения осесимметричных тел на установке свободных колебаний по углу тангажа и аэродинамического демпфирования при различных числах Маха, моментах инерции тел и начальных условиях.