Gas Injection and Suction Effect on the Instability of a Supersonic Boundary Layer

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We present the results of an investigation of the boundary layer stability on a flat plate having a region of gas injection/suction normal to the wall at a large supersonic freestream Mach number. The laminar flow past a flat plate having a region of distributed injection/suction of fixed intensity is modeled numerically using the integration of Navier—Stokes equations. The unstable disturbances in the boundary layer distorted by injection/suction are analyzed within the framework of the linear stability theory and the eN{{e}^{N}} method for compressible flows. High-frequency disturbances belonging to the plane second mode of the boundary layer, which are the most unstable at high velocities, are considered. It is shown that gas injection/suction leads to a nonmonotonic variation of disturbance growth rates with the appearance of stabilization/destabilization regions, as compared with the case in which injection/suction is absent.

About the authors

A. V. Novikov

Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI); Moscow Institute of Physics and Technology

Email: novikov.av@mipt.ru
Zhukovsky, Russia; Dolgoprudny, Russia

A. O. Obraz

Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI); Moscow Institute of Physics and Technology

Email: obraz.ao@mipt.ru
Zhukovsky, Russia; Dolgoprudny, Russia

D. A. Timokhin

Moscow Institute of Physics and Technology

Author for correspondence.
Email: timokhin.da@phystech.edu
Dolgoprudny, Russia

References

  1. Joslin R.D. Overview of Laminar Flow Control // NASA Technical Paper NASA/TP-1998-208705. 1998.
  2. Mack L.M. On the Inviscid Acoustic-Mode Instability of Supersonic Shear Flows. Part I: Two-Dimensional Waves // AIAA J. V. 27. № 11. November 1989. P. 1487–1493.
  3. Mack L.M. Boundary-Layer Stability Theory // Special Course on Stability and Transition of laminar Flow/ Ed by R. Michel, AGARD Report. 1984. № 709. P. 3-1 to 3-81.
  4. Kimmel R.L. Aspects of Hypersonic Boundary-Layer Transition Control // 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 6-9 January 2003, Reno, Nevada, AIAA Paper № 2003-772.
  5. Malik M.R. Prediction and Control of Transition in Supersonic and Hypersonic Boundary layers // AIAA J. V. 27. № 11. November 1989. P. 1487–1493.
  6. Al-Maaitah A.A., Nayfeh A.H., Masad J.A. Effect of Suction on the Stability of Supersonic Boundary Layers. Part I – Second-Mode Waves // Journal of Fluids Engineering Dec. 1991. V. 113(4). P. 591–597. https://doi.org/10.1115/1.2926520
  7. Balakumar P. Control of Supersonic Boundary Layers Using Steady Suction // 36th AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit, Conference Paper 20060022120.
  8. Егоров И.В., Новиков А.В., Фёдоров А.В. Прямое численное моделирование ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях потока на супер-ЭВМ // ЖВМиМФ. 2017. Т. 57. № 8. С. 1347–1373. https://doi.org/10.7868/S0044466917080063
  9. Образ А.О., Фёдоров А.В. Пакет программ HSFS для анализа устойчивости сжимаемых пограничных слоев. // Уч. зап. ЦАГИ. 2017. Т. XLVIII. № 3. С. 11–28. https://doi.org/10.1615/TsAGISciJ.2017022797
  10. Bountin D., Chimitov T., Maslov A., Novikov A., Egorov I., Fedorov A., Utyuzhnikov S. Stabilization of a hypersonic boundary layer using a wavy surface // AIAA J. 2013. V. 51. № 5. P. 1203–1210. https://doi.org/10.2514/1.J052044
  11. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. 703 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (383KB)
3.

Download (66KB)
4.

Download (87KB)
5.

Download (324KB)
6.

Download (68KB)
7.

Download (95KB)
8.

Download (268KB)

Copyright (c) 2023 А.В. Новиков, А.О. Образ, Д.А. Тимохин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».