Введение
ГЛАВА 1. Состояние исследуемого вопроса 18
1.1. Переход к турбулентности в двумерных пограничных слоях . 18
1.1.1. Линейная теории устойчивости 19
1.1.2. Эксперименты по устойчивости двумерных пограничных слоев 24
1.1.3. Проблема восприимчивости 25
1.1.4. Нелинейная область развития возмущений 28
1.1.5. Переход к турбулентности при повышенной степени турбулентности внешнего потока 30
1.1.6. Трехмерные эффекты установления и полосчатые структуры 35
1.1.7. Моделирование возмущений 43
1.1.8. Особенности перехода к турбулентности в отрывных течениях 45
1.2. Устойчивость трехмерных потоков 48
1.2.1. Неустойчивость поперечного течения на скользящем крыле 48
1.2.2. Вторичная неустойчивость 50
1.3. Управление развитием возмущений при ламинарно-турбулентном переходе 51
1.3.1. Риблеты 52
1.3.2. Отсасывание пограничного слоя 56
1.3.3. Самогашение возмущений 56
ГЛАВА 2. Методика проведения исследований 58
2.1. Описание используемых аэродинамических установок 58
2.2. Использованные модели 61
2.2.1. Плоская пластина для Т-324 61
2.2.2. Плоская пластина для МТ-324. 62
2.2.3. Плоская пластина для TUG. 62
2.2.4. Плоские пластины для MTL 62
2.2.5. Крыловой профиль для Т-324 64
2.2.6. Крыловой профиль для 1МК 65
2.2.7. Создание локальных отрывов пограничного слоя 68
2.3. Методы создания искусственных возмущений 70
2.3.1. Контролируемая повышенная степень турбулентности набегающего потока 70
2.3.2. Генерация двумерных периодических возмущений 71
2.3.3. Генерация стационарных полосчатых структур со стенки 71
2.3.4. Генерация полосчатых структур из внешнего потока 72
2.3.5. Генерация трехмерных периодических во времени возмущений в пограничном слое 75
2.3.6. Риблеты 75
2.4. Измерительная техника 77
2.4.1. Аналоговая аппаратура 77
2.4.2. Автоматизированная система сбора данных 78
2.4.3. Синхронное детектирование 80
2.4.4. Спектральный анализ 81
2.4.5. Измерения однониточными датчиками термоанемометра 83
2.4.6. Особенности однониточных измерений в отрывных областях 85
2.4.7. Методика двухниточных измерений 87
2.4.8. Определение расстояния до стенки 93
2.4.9. Другие методы 94
2.5. Использованные методы расчета 94
2.5.1. Псевдоспектральная аппроксимация (метод коллокаций) 94
2.5.2. Решение линеаризованных уравнений Навье Стокса и параболи-зованных уравнений устойчивости 96
2.5.3. Расчет профилей скорости пограничных слоев 98
ГЛАВА 3. Развитие полосчатых структур и волн Толлмина Шлихтинга в пограничном слое плоской пластины 101
3.1. Возбуждение полосчатых структур турбулентностью внешнего по тока 101
3.1.1. Характеристики турбулентности во внешнем потоке 102
3.1.2. Параметры пограничного слоя 106
3.1.3. Характеристики возмущений пограничного слоя 110
3.2. Сравнение развития волн Толлмина-Шлихтинга с теоретическими результатами 118
3.2.1. Параметры пограничного слоя 119
3.2.2. Форма колебаний 120
3.2.3. Устойчивость волн Толлмина-Шлихтинга 123
3.3. Взаимодействие полосчатых структур, возбужденных извне погра ничного слоя, с волнами Толлмина Шлихтинга 128
3.3.1. Характеристики волн Толлмина Шлихтинга в присутствии внешней турбулентности 128
3.3.2. Влияние волн Толлмина Шлихтинга на переход к турбулентности 133
3.4. Возбуждение стационарных полосчатых структур извне погранич ного слоя 140
3.4.1. Характеристики внешнего возмущения 140
3.4.2. Характеристики возбужденного возмущения в пограничном слое. 144
3.5. Возбуждение нестационарных полосчатых структур извне погра ничного слоя 153
3.6. Параметрический учет изменения числа Рейнольдса при анализе развития полосчатых структур 161
3.7. Реверс дефекта средней скорости в полосчатой структуре 171
Выводы 176
ГЛАВА 4. Моделирование развития полосчатых структур на скользящем крыле 178
4.1. Распределенная генерация 178
4.2. Локализованная генерация 184
4.2.1. Вторичная неустойчивость одиночной полосчатой структуры. 187
4.2.2. Вторичная неустойчивость в системе полосчатых структур. 208
Выводы 214
ГЛАВА 5. Развитие возмущений в ламинарном отрыве пограничного слоя 216
5.1. Линейная устойчивость 216
5.1.1. Форма колебаний 218
5.1.2. Характеристики устойчивости 220
5.2. Исследование особенностей процесса восприимчивости отрывного пузыря к полосчатым структурам 225
5.2.1. Параметры оторвавшегося пограничного слоя 227
5.2.2. Характеристики полосчатых структур 230
5.2.3. Анализ оптимальных возмущений 236
5.2.4. Восприимчивость отрывного пузыря к полосчатым структурам. 240 Выводы 244
ГЛАВА 6. Методы управление переходом к турбулентности в стационарных полосчатых структурах на скользящем крыле 245
6.1. Управление с помощью продольного оребрения поверхности .245
6.2. Локализованный отсос 259
6.3. Взаимогашение волн неустойчивости 265
Выводы 269
Заключение 270
Список использованной литературы 274
