ДВОЙСТВЕННОСТЬ КАРТИНЫ ОБТЕКАНИЯ ЗАТУПЛЕННОГО РЕБРА СВЕРХЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ ВЯЗКОГО ГАЗА: ВЛИЯНИЕ МАЛОГО СКОСА ПЕРЕДНЕЙ КРОМКИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты численного решения задачи сверхзвукового обтекания симметричного затупленного ребра, установленного на пластине, вдоль которой развивается пограничный слой. Исходная постановка задачи основана на расчетно-экспериментальной работе Tutty и соавт. (2013), в которой изучался ламинарный режим обтекания перпендикулярного к пластине ребра при числе Маха внешнего потока, равном 6.7. Ранее авторами было показано (2020), что для данных условий существуют два устойчивых решения задачи, которые отвечают метастабильным состояниям потока с различной конфигурацией вихревой структуры и картиной локального теплообмена. В настоящей работе исследовано влияние малой скошенности передней кромки на вихревую структуру потока в отрывной области, локальный теплообмен, и на возможность получения двойственного решения. Построены бифуркационные диаграммы, определяющие для двух решений положение центра основного подковообразного вихря в плоскости симметрии и протяженность отрывной области в зависимости от угла скоса.

Об авторах

Е. В. Колесник

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: kolesnik.ev1@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. М. Смирнов

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: kolesnik.ev1@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Korkegi R.H. Survey of viscous interactions associated with high Mach number flight // AIAA Journal. 1971. V. 9. № 5. P. 771–784.
  2. Zheltovodov A. Some Advances in Research of Shock Wave Turbulent Boundary Layer Interactions // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, Nevada: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2006.
  3. Knight D. et al. Advances in CFD prediction of shock wave turbulent boundary layer interactions // Progress in Aerospace Sciences. 2003. V. 39. P. 121–184.
  4. Dolling D.S. Fifty Years of Shock-Wave/Boundary-Layer Interaction Research: What Next? // AIAA Journal. 2001. V. 39. № 8. P. 1517–1531.
  5. Schuricht P.H., Roberts G.T. Hypersonic interference heating induced by a blunt fin // AIAA J. 1998. V. 1579. P. 1–9.
  6. Tutty O.R., Roberts G.T., Schuricht P.H. High-speed laminar flow past a fin-body junction // J. Fluid Mech. 2013. V. 737. P. 19–55.
  7. Zhuang Y.Q., Lu X.Y. Quasi-periodic Aerodynamic Heating in Blunt-fin Induced Shock Wave/Boundary Layer Interaction // Procedia Eng. 2015. V. 126. P. 134–138.
  8. Mortazavi M., Knight D. Simulation of Hypersonic-Shock-Wave–Laminar-Boundary-Layer Interaction over Blunt Fin // AIAA Journal. 2019. V. 57. № 8. P. 3506–3523.
  9. Clemens N.T., Narayanaswamy V. Low-Frequency Unsteadiness of Shock Wave/Turbulent Boundary Layer Interactions // Annu. Rev. Fluid Mech. 2014. V 46. № 1. P. 469–492.
  10. Combs C.S. et al. Investigating Unsteady Dynamics of Cylinder-Induced Shock-Wave/Transitional Boundary-Layer Interactions // AIAA Journal. 2018. V. 56. № 4. P. 1588–1599.
  11. Колесник Е.В., Смирнов Е.М. Сверхзвуковое ламинарное обтекание затупленного ребра: двойственность численного решения // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. № 5. С. 764–771.
  12. Гувернюк С.В., Зубков А.Ф., Экспериментальное исследование трехмерного сверхзвукового обтекания осесимметричного тела с кольцевой каверной // ИЗВ. РАН. МЖГ. 2014. Т. 4. С. 136–142.
  13. Guvernyuk S.V., Zubkov A.F., Simonenko M.M. Experimental Investigation of the Supersonic Flow over an Axisymmetric Ring Cavity // J. Eng. Phys. Thermophy. 2016. V. 89. № 3. P. 678–687.
  14. Kolesnik E.V., Smirnov E.M. Testing of various schemes with quasi-one-dimensional reconstruction of gasdynamic variables in the case of unstructured-grid calculations // St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2017. V. 3. № 3. P. 259–270.
  15. Smirnov E.M. et al. Comparison of RANS and IDDES solutions for turbulent flow and heat transfer past a backward-facing step // Heat Mass Transfer. 2018. V. 54. № 8. P. 2231–2241.
  16. Liou M.-S., Steffen C.J. A New Flux Splitting Scheme // Journal of Computational Physics. 1993. V. 107. № 1. P. 23–39.
  17. van Albada G.D. van Leer, Roberts W.W. A Comparative Study of Computational Methods in Cosmic Gas Dynamics // Upwind and High-Resolution Schemes. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1997. P. 95–103.
  18. Kolesnik E., Smirnov E., Smirnovsky A. RANS-based numerical simulation of shock wave/turbulent boundary layer interaction induced by a blunted fin normal to a flat plate // Computers & Fluids. 2022. V. 247. P. 105622.

Дополнительные файлы


© Е.В. Колесник, Е.М. Смирнов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах