Numerical Simulation of the Interaction of a Mach Wave and a Boundary Layer on a Flat Plate

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Using direct numerical simulation, a problem of the interaction of a Mach wave with a boundary layer on a flat plate, streamlined by a supersonic perfect gas flow at the Mach number M = 2.5 is considered. The influence of the intensity of the incident Mach wave on the laminar-turbulent transition (LTT) is studied. It is shown that the incidence of a Mach wave with an amplitude of 5%, simulating the relative thickness of the roughness on the side wall of the wind tunnel, on the boundary layer leads to the formation of a turbulent wedge in the boundary layer on a flat plate.

作者简介

I. Egorov

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University); Central Aerohydrodynamic Institute

Email: palchekovskaia.nv@mipt.ru
Dolgoprudny, Russia; Zhukovsky, Russia

N. Nguyen

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: palchekovskaia.nv@mipt.ru
Dolgoprudny, Russia

N. Pal’chekovskaya

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University); Central Aerohydrodynamic Institute

编辑信件的主要联系方式.
Email: palchekovskaia.nv@mipt.ru
Dolgoprudny, Russia; Zhukovsky, Russia

参考

  1. Быков Л.В., Молчанов А.М., Янышев Д.С., Платонов И.М. Современные подходы к расчету характеристик течения при ламинарно-турбулентном переходе в пограничном слое // ТВТ. 2018. Т. 56. № 1. С. 104.
  2. Горский В.В. Однослойная алгебраическая модель кажущейся турбулентной вязкости и модифицированный метод эффективной длины // ТВТ. 2022. Т. 60. № 5. С. 708.
  3. Гапонов С.А., Маслов А.А. Развитие возмущений в сжимаемых потоках. Новосибирск: Наука, 1980. 144 с.
  4. Laufer J. Aerodynamic Noise in Supersonic Wind Tunnels // Aerospase Sci. 1961. V. 28. № 9. P. 685.
  5. Kendall J.M. Wind Tunnel Experiments Relating to Supersonic and Hypersonic Boundary-layer Transition // AIAA J. 1975. V. 13. № 3. P. 290.
  6. Приданов В.Г., Харитонов А.М., Черных В.В. Совместное влияние чисел Маха и Рейнольдса на переход в пограничном слое // Изв. АН СССР. МЖГ. 1974. № 1. С. 160.
  7. Боровой В.Я., Егоров И.В., Мошаров В.Е., Скуратов А.С., Радченко В.Н. Экстремальный нагрев тел в гиперзвуковом потоке. М.: Наука, 2018. 390 с.
  8. Егоров И.В., Зыонг Н.Х., Нгуен Н.К., Пальчековская Н.В. Численное моделирование влияния волны Маха на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое // Докл. РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 504. № 1. С. 36.
  9. Meersman J.A., Hader C., Fasel H.F. Numerical Investigation of Nonlinear Boundary-layer Transition for Cones at Mach 6 // AIAA J. 2021. V. 59. № 6. P. 1940.
  10. Dwivedi A., Hildebrand N., Nichols J.W., Candler G.V., Jovanovic M.R. Transient Growth Analysis of Oblique Shock Wave/Boundary-layer Interactions at Mach 5.92 // Phys. Rev. Fluids. 2020. V. 5. № 6. P. 063904.
  11. Cerminara A., Sandham N. Transition Mechanisms in Cross-flow-dominated Hypersonic Flows with Free-stream Acoustic Noise // J. Fluid Mech. 2020. V. 896. P. 1.
  12. Егоров И.В., Новиков А.В., Федоров А.В. Прямое численное моделирование ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях потока на супер-ЭВМ // ЖВМиМФ. 2017. Т. 57. № 8. С. 1347.
  13. Ваганов А.В., Ермолаев Ю.Г., Колосов Г.Л., Косинов А.Д., Панина А.В., Семенов Н.В., Яцких А.А. К воздействию падающей волны Маха на сверхзвуковой пограничный слой // Теплофизика и аэромеханика. 2016. Т. 23. № 1. С. 45.
  14. Pate S.R. On Boundary-layer Transition in Supersonic-hypersonic Wind Tunnels. Theory and Application // AEDC-TR-77-107. 1978.
  15. Ваганов А.В., Ермолаев Ю.Г., Колосов Г.Л., Косинов А.Д., Панина А.В., Семенов Н.В. О водействии падающей волны Маха на поле пульсаций в пограничном слое при обтекании плоского дельта-крыла // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Сер. Физика. 2014. Т. 9. Вып. 1. С. 29.
  16. Ваганов А.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семенов Н.В., Шалаев В.И. Экспериментальное исследование структуры течения и перехода в пограничном слое треугольного крыла с затупленными передними кромками при числах Маха 2, 2.5 и 4 // Тр. МФТИ. 2013. Т. 5. № 3. С. 164.
  17. Егоров И.В., Динь К.Х., Нгуен Н.К., Пальчековская Н.В. Численное моделирование взаимодействия волны Маха и сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине с острой передней кромкой // Уч. зап. ЦАГИ. 2021. Т. LII. № 3. С. 18.
  18. Динь К.Х., Егоров И.В., Федоров А.В. Взаимодействие волн Маха и пограничного слоя при сверхзвуковом обтекании пластины с острой передней кромкой // Уч. зап. ЦАГИ. 2017. Т. 48. № 4. С. 10.
  19. Динь К.Х., Егоров И.В., Федоров А.В. Влияние волн Маха на ламинарно-турбулентный переход при сверхзвуковом обтекании плоской пластины // Изв. РАН. МЖГ. 2018. № 5. С. 113.
  20. Егоров И.В., Нгуен Н.К. Моделирование ламинарно-турбулентного перехода с применением гибридных разностных схем // ЖВМиМФ. 2022. Т. 62. № 4. С. 677.
  21. Jiang G.S., Shu C.W. Efficient Implementation of Weighted ENO Schemes // J. Comput. Phys. 1996. № 126. P. 202.
  22. Егоров И.В., Нгуен Н.К., Нгуен Т.Ш., Чувахов П.В. Моделирование ламинарно-турбулентного перехода с применением диссипативных численных схем // ЖВМиМФ. 2021. Т. 61. № 2. С. 268.
  23. Vyshinsky V.V., Sizykh G.B. The Verification of the Calculation of Stationary Subsonic Flows and the Presentation of the Results // Math. Models Comput. Simulations. 2019. V. 11. № 1. P. 97.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (85KB)
3.

下载 (654KB)
4.

下载 (407KB)
5.

下载 (694KB)
6.

下载 (1MB)
7.

下载 (331KB)
8.

下载 (254KB)
9.

下载 (592KB)
10.

下载 (559KB)
11.

下载 (331KB)

版权所有 © И.В. Егоров, Н.К. Нгуен, Н.В. Пальчековская, 2023