Экспериментальное исследование восприимчивости и устойчивости сверхзвукового пограничного слоя

• Автор: Семенов, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 318 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень основных обозначений
Введение
Глава 1. Об исследованиях восприимчивости, устойчивости и ламинарнотурбулентного перехода сверхзвукового пограничного слоя
1.1. Исследования по теории устойчивости
сверхзвукового пограничного слоя
1.1.1. Теория устойчивости без учета вязкости
1.1.2. Результаты теоретических исследований с
учетом вязкости
1.1.3. Теоретические исследования влияния различных параметров на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя
1.1.4. Учет непараллельности течения в пограничном слое
1.1.5. Неустойчивость пограничного слоя на скользящем крыле
1.1.6. Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на модели с притупленной передней кромкой
1.1.7. Воздействие внешних возмущений
на пограничный слой
1.2. Экспериментальные исследования устойчивости и перехода сверхзвукового пограничного слоя
1.2.1. Результаты экспериментальных исследований устойчивости сверхзвукового пограничного слоя
1.2.2. Результаты экспериментальных исследований, выполненных в ИТПМ СО РАН, по устойчивости сверхзвукового пограничного слоя
1.2.3. экспериментальные исследования устойчивости и перехода на модели с притупленной передней кромкой

1.2.4. Экспериментальные исследования перехода на модели скользящего крыла
1.3. Восприимчивость сверхзвукового пограничного слоя к внешним акустическим возмущениям
1.4. Выводы
Глава 2. Методы исследования восприимчивости и устойчивости сверхзвукового пограничного слоя, автоматизация экспериментов
2.1. Экспериментальное оборудование
2.2. Источник контролируемых возмущений
2.3. Автоматизация экспериментальных исследований на Т
2.4. Определение безразмерных уровней пульсаций
в сверхзвуковом потоке
2.4.1. Уровень пульсаций естественных возмущений в рабочей части Т-325, М
2.5. Частотно-волновой анализ возмущений и определение коэффициентов преобразования
2.6. Источник контролируемых возмущений для исследования восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя
2.6.1. Структура внешних контролируемых возмущений от поверхностного электрического разряда, используемых при исследовании восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя
2.6.2 Структура внешних контролируемых возмущений от разряда в камере, используемых при исследовании восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя
2.7. Определение уровня контролируемых пульсаций в свободном потоке при М=2 и М
2.7.1. Определение уровня контролируемых пульсаций в рабочей части Т-325, М
2.7.2. Исследование поля контролируемых пульсаций в рабочей части Т-325, М

2.8. Общая характеристика метода контролируемых возмущений для исследования восприимчивости и устойчивости сверхзвукового пограничного слоя
Глава 3. Исследование восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя на пластине с острой передней кромкой, источник контролируемых возмущений с наветренной стороны от поверхности пластины
3.1. Оборудование и условия экспериментов
3.2. Определение зон наибольшей восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя к внешним акустическим возмущениям
3.3. Развитие в сверхзвуковом пограничном слое возмущений, вызванных внешним акустическим полем
3.4. Заключительные замечания
Глава 4. Исследование восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя на пластине с острой передней кромкой, источник контролируемых возмущений с подветренной стороны от поверхности пластины
4.1. Оборудование и условия экспериментов
4.2. Восприимчивость сверхзвукового пограничного слоя на острой передней кромке модели при М
4.2.1. Контролируемые возмущения в свободном потоке
4.2.2.Возмущения в пограничном слое, порожденные внешним акустическим полем
4.2.3. Коэффициенты преобразования
4.3. Восприимчивость сверхзвукового пограничного слоя на острой передней кромке модели при М
4.3.1. Контролируемые возмущения в свободном потоке
4.3.2. Возмущения в пограничном слое, порожденные внешним акустическим полем
4.3.3. Коэффициенты преобразования
4.4. Заключительные замечания об определении коэффициентов преобразования

вибрации поверхности и т.д., являются причиной возбуждения неустойчивых волн в пограничном слое /125-127/.
При сверхзвуковых скоростях течения наряду с дискретным спектром возмущений допустимо существование нейтральных возмущений из области сплошного спектра. Впервые об этом упоминалось в ранних работах Линя и Лиза /1/. Там же отмечалось, что этим возмущениям соответствует распространение звука в движущейся среде. Конкретные расчеты по взаимодействию внешних возмущений с ламинарным пограничным слоем впервые были проведены Маком /26/. Внешние возмущения в этих исследованиях названы внешним силовым полем, а рассчитывалось распределение возмущения внутри пограничного слоя. Отмечалось наличие максимума возмущений массового расхода в пограничном слое, величина которого обратно пропорциональна частоте возмущения: величина максимума, с ростом продольной координаты, сначала увеличивается, а затем уменьшается. Из расчетов следует, что пограничный слой усиливает звук в десятки раз. Следовательно, они могут оказывать сильное влияние на переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный. Аналогичные исследования для обтекания плоской теплоизолированной пластины, выполненные Гапоновым /27, 128/, в целом, находятся в соответствии с выводами Мака. Получено, что внутри пограничного слоя интенсивность пульсаций, вызванных внешними акустическими возмущениями, возрастает с увеличением числа Маха. Исследования /26/ показали, что охлаждение поверхности несколько подавляет такие возмущения внутри пограничного слоя. Однако даже при глубоком охлаждении в случае высоких чисел Маха внутри пограничного слоя наблюдаются интенсивные колебания /27/. В /129/ приведены результаты исследований взаимодействия сверхзвукового пограничного слоя с внешним акустическим полем для трехмерных возмущений. Представлены данные по величине коэффициента отражения внешних акустических возмущений от пограничного слоя в зависимости от числа