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

A. V. Novikov; Новиков А. В.; A. O. Obraz; Образ А. О.; D. A. Timokhin; Тимохин Д. А.

doi:10.31857/S0568528122600588

ВЛИЯНИЕ ВЫДУВА И ОТСОСА ГАЗА НА НЕУСТОЙЧИВОСТЬ СВЕРХЗВУКОВОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ

Авторы: Новиков А.В.¹^,2, Образ А.О.¹^,2, Тимохин Д.А.²
Учреждения:
1. Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского
2. Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Выпуск: № 3 (2023)
Страницы: 69-76
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1024-7084/article/view/135080
DOI: https://doi.org/10.31857/S0568528122600588
EDN: https://elibrary.ru/NTEPQJ
ID: 135080

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты исследования устойчивости пограничного слоя на плоской пластине с участком выдува/отсоса газа через стенку по нормали к поверхности при большом сверхзвуковом числе Маха набегающего потока. Численное моделирование ламинарного обтекания пластины с участком распределенного выдува/отсоса фиксированной интенсивности производится с помощью интегрирования уравнений Навье–Стокса. Неустойчивые возмущения в искаженном выдувом/отсосом пограничном слое анализируются в рамках линейной теории устойчивости и метода e^N для течений сжимаемого газа. Рассмотрены высокочастотные возмущения, относящиеся к плоской второй моде пограничного слоя, наиболее неустойчивые при высоких скоростях. Показано, что выдув/отсос газа приводит к немонотонному изменению инкрементов роста возмущений с появлением областей стабилизации/дестабилизации по сравнению со случаем без выдува/отсоса.

Ключевые слова

сверхзвуковые течения, выдув, отсос, линейная теория устойчивости

Список литературы

Joslin R.D. Overview of Laminar Flow Control // NASA Technical Paper NASA/TP-1998-208705. 1998.
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.
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.
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.
Malik M.R. Prediction and Control of Transition in Supersonic and Hypersonic Boundary layers // AIAA J. V. 27. № 11. November 1989. P. 1487–1493.
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
Balakumar P. Control of Supersonic Boundary Layers Using Steady Suction // 36th AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit, Conference Paper 20060022120.
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
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
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
Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. 703 с.