Экспериментальное исследование нестационарных явлений при взаимодействии ударной волны с турбулентным пограничным слоем

• Автор: Поливанов, Павел Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Перечень основных обозначений
Введение
Глава 1 Обзор исследований взаимодействия ударной волны с пограничным слоем
1.1 Выводы но обзору
Глава 2 Описание эксперимента и методы обработки экспериментальных данных
2.1 Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-
2.2 Экспериментальное оборудование и модели
2.3 Условия эксперимента
2.4 Методы эксперимента
2.4.1 Визуализация предельных линий тока
2.4.2 Теневая визуализация
2.4.3 Измерение давления
2.4.4 Методика термоанемометрических измерений
2.5 Методика обработки экспериментальных данных
2.5.1 Методика определения параметров пограничного слоя
2.5.2 Спектральный и статистический анализ данных
2.6 Выводы по главе
Глава 3 Изучение средних и пульсационных характеристик взаимодействия
3.1 Характеристики набегающего турбулентного пограничного слоя
3.2 Исследование распределения давления на модели
3.3 Визуализация течения
3.4 Термоанемометрические изменения средних и пульсационных характеристик
течения
3.5 Высокоскоростная шлирен-визуализация
3.6 Численное моделирование течения и сравнение данных расчета и
эксперимента
3.7 Выводы по главе
Глава 4 Корреляционное исследование нестационарных процессов
4.1 Взаимосвязь пульсаций внутри области взаимодействия
4.2 Трансверсальная структура колебаний ударной волны
4.3 Связь пульсаций зоны взаимодействия с возмущениями набегающего
пограничного слоя
4.4 Кросскорреляционный анализ пульсаций

4.5 Выводы по главе
Глава 5 Исследование восприимчивости области взаимодействия к искусственным возмущениям
5.1 Изучение параметров вводимых возмущений
5.2 Влияние искусственных возмущений на зону взаимодействия
5.3 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
А — амплитуда пульсаций;
а„ - коэффициент перегрева датчика термоанемометра;
Су - коэффициент трения;
Е — напряжение на датчике термоанемометра [В], спектральная плотность
мощности;
Ь — продольный размер отрывной зоны [мм];
Р — давление [Па];
Ро - давление торможения [Па];
То - температура торможения [К];
/ - частота [Гц];
М — число Маха;
N11 - число Нуссельта;
Рг - число Прандтля;
К - электрическое сопротивление [Ом], коэффициент корреляции;
г - коэффициент восстановления;
Яе - число Рейнольдса;
Яеі - единичное число Рейнольдса [м'1];
вЬ - число Струхаля, 8Ь = Д/н®
Т - температура [К];
( - вр>емя [с];
и, и, и - скорость [м/с];
и г - характеристическая скорость [м/с];
X, х - продольная координата [мм];
Хо — расстояние от передней кромки модели [мм];
Х' - безразмерная продольная координата;
у — нормальная координата [мм];
у - нормированная нормальная координата,у*=у/8о
у+ - безразмерная нормальная координата, у* = ;

г - трансверсальная координата [мм];
г* - нормированная трансверсальная координата, г*-г/Зо

случаев, поэтому параметры набегающего пограничного слоя для них идентичны. Размеры моделей приведены на Рис. 2.

Рис. 2.5 Эскиз экспериментальной модели для: а) угла атаки клина 8°; б) угла атаки клина 7° (1 — пластина; 2 - клин; 3 -окно)
Для исследования восприимчивости зоны взаимодействия к возмущениям в пограничном слое была изготовлена модель, оснащенная источником возмущений. Для генерации искусственных возмущений использовался электрогазодинамический метод на основе диэлектрического барьерного разряда (ДБР) [96]. Принципиальная схема ДБР представлена на Рис. 2.6. Разрядник представляет собой два электрода разделенных тонким слоем диэлектрического материала. Обычно один из электродов остается открытым для окружающего газа, а другой изолируется. При подаче переменного напряжения достаточной частоты и амплитуды над открытым электродом возникает плазменная область. Ассиметричный дизайн позволяет ускорять поток в определенном направлении. На Рис. 2.7 представлено поле скорости, индуцированной ДБР в покоящемся газе по данным измерений РГУ.