Исследование нового механизма порождения продольных вихрей в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине и их роли в переходе к турбулентности
| Название НИОКТР | Исследование нового механизма порождения продольных вихрей в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине и их роли в переходе к турбулентности |
|---|---|
| Аннотация | Проект направлен на решение фундаментальной проблемы: возникновение турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях. Конкретная цель проекта связана с исследованием механизмов порождения продольных возмущений в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине при воздействии N-волн на переднюю кромку. Он ориентирован на выяснение роли продольных структур в переходе к турбулентности в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине. В результате продолжения проекта будут решены новые задачи в этом направлении. Они возникли благодаря выполнению работ в 2022-2024 гг. Например, при определении ведущих механизмов взаимодействия неустойчивых волн в продольных волновых структурах отмечено (1) влияние единичного числа Рейнольдса (или давления?) на начальные спектры контролируемых возмущений и как следствие на механизмы их взаимодействия. При исследовании развития контролируемых возмущений при числе Маха 2,5 обнаружена генерация квазидвумерных волн в нелинейной области. С учетом воздействия N-волн на переднюю кромку возникла новая задача: (2) об акустике линейной и нелинейной области сверхзвукового пограничного слоя. До сих пор нет адекватного теоретического представления о вкладе режимов развития неустойчивых волн в это явление. К решению очевидной задачи (3) о влиянии радиуса передней кромки плоской пластины на волновые процессы в сверхзвуковом пограничном слое можно приступить для модели с радиусом 2,5 мм. Будет использован метод контролируемых возмущений в области продольных вихрей. Контролируемые высокочастотные пульсации будут вводиться с поверхности пластины от тлеющего разряда внутри модели. Это важный тестовый случай для развития численных методов моделирования ламинарно-турбулентного перехода. В следующей задаче (4) предлагается исследовать воздействие N-волн на сверхзвуковой пограничный слой пластины с острой передней кромкой при изменении угла стреловидности. Эта задача представляется более сложным случаем в сравнении с рассмотренным ранее вариантом с затупленной передней кромкой. Однако, именно решение данной задачи позволит уточнить механизм порождения продольных структур в сверхзвуковом пограничном слое. Планируется определить величину угла стреловидности при повороте плоской пластины с острой передней кромкой, при котором возбуждение продольных вихрей в пограничном слое модели наблюдаться не будет. В задаче (5) предлагается проверить ослабление механизма дифракции N-волн при попадании на притупленную переднюю кромку пластины с помощью измерения взаимно корреляционных характеристик возмущений. Использование дополнительных возмущений, вносящихся в поток вместе со слабыми ударными волнами, в принципе позволяет определить механизм восприимчивости к акустике пограничного слоя на острой или затупленной плоской пластине. Именно с этой целью в экспериментальных исследованиях будут проводиться цифровые корреляционные измерения с помощью двухканальных термоанемометрических измерений. И наконец, в задаче (6) впервые предстоит исследовать ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое плоской пластины с острой передней кромкой под воздействием N-волны. При решении предлагаемых задач будет использован расчетно-экспериментальный подход. Расчеты по прямому численному моделированию, в первую очередь, будут использованы для описания пространственной эволюции слабых ударных волн в свободном потоке до моделей плоской пластины в условиях экспериментов. Численные результаты помогут уточнить механизмы порождения продольных структур в пограничном слое плоских пластин слабыми ударными волнами. Расчеты характеристик взаимодействующих волн Толлмина-Шлихтинга, среднего течения и устойчивости в соответствии с условиями экспериментов, будут выполнены в рамках линейных или слабонелинейных подходов. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 12800.0 |
| Дата начала | 2025-06-10 |
| Дата окончания | 2026-12-31 |
| Номер контракта | 22-19-00666-П |
| Дата контракта | 2025-06-10 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 533 |
| Количество просмотров | 5 |
| Руководитель работы | Косинов Александр Дмитриевич |
| Руководитель организации | Краус Евгений Иванович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ ИМ. С.А. ХРИСТИАНОВИЧА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-09-04 08:22:05 UTC, 2025-09-04 08:22:05 UTC |
| ОКПД | Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | Возникновение турбулентности; сверхзвуковой пограничный слой; механизм порождения; продольное возмущение; плоская пластина; воздействие N-волны; передняя кромка |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 30.17.27 - Турбулентность; 30.17.53 - Прикладная аэродинамика; 30.17.33 - Газовая динамика |
| OECD | — |
| OESR | Механическая инженерия |
| Приоритеты научно-технического развития | е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики; |
| Регистрационные номера | — |