Пульсації тиску всередині та поблизу пари овальних лунок на плоскій поверхні

Abstract

Наведено результати експериментальних досліджень характерних особливостей обтікання пари овальних заглиблень на гідравлічно гладкій плоскій пластині. Отримано профілі пульсацій поздовжньої швидкості та вивчені поля пульсацій динамічного і пристінного тиску усередині та на обтічній поверхні пари нахилених під кутом 30 градусів до напрямку потоку овальних лунок, а також в їх околі. Отримано інтенсивності й частотні спектри пульсацій динамічного та пристінного тиску над лунками, на обтічній поверхні лунок та поблизу них. Найбільші рівні пульсацій пристінного тиску відзначені на кормових стінках лунок. У спектрах пульсацій тиску спостерігаються тональні складові, які відповідають частотам коливання вихрової течії усередині лунок і частотам викидів великомасштабних вихрових структур із лунок назовні. У серединному перерізі між овальними лунками на відстані до двох їх діаметрів не спостерігалося взаємодії вихрових структур, що викидались із кожної з лунок. Інтенсивність тональних осциляцій у спектрах пульсацій тиску, характерних для вихрового руху всередині лунок, зменшувалася з віддаленням від них, а примежовий шар поступово відновлювався.

Представлены результаты экспериментальных исследований характерных особенностей обтекания пары овальных углублений на гидравлически гладкой плоской пластине. Получены профили пульсаций продольной скорости и изучены поля пульсаций динамического и пристеночного давления внутри и на обтекаемой поверхности пары наклоненных под углом 30 градусов к направлению потока овальных лунок, а также в их окрестности. Получены интенсивности и частотные спектры пульсаций динамического и пристеночного давления над лунками, на обтекаемой поверхности лунок и вблизи них. Наибольшие уровни пульсаций пристеночного давления отмечены на кормовых стенках лунок. В спектрах пульсаций давления наблюдаются тональные составляющие, которые отвечают частотам колебаний вихревого течения внутри лунок и частотам выбросов крупномасштабных вихревых структур из лунок наружу. В срединном сечении между овальными лунками на расстоянии до двух их диаметров не наблюдалось взаимодействия вихревых структур, которые выбрасывались из каждой из лунок. Интенсивность тональных осцилляций в спектрах пульсаций давления, характерных для вихревого движения внутри лунок, уменьшалась с удалением от них, а пограничный слой постепенно восстанавливался.

This paper deals with presenting of experimental results for characteristic features of the flow around the pair of oval dimples on a hydraulically smooth flat plate. The profiles of longitudinal velocity fluctuations are obtained and fields of the dynamic and wall-pressure fluctuations are studied inside and on the streamlined surface of the pair of oval dimples inclined at the angle of 30 degrees to the streamline, as well as in their vicinity. The intensities and frequency spectra of the dynamic and wall-pressure fluctuations are obtained above and on the streamlined dimple surfaces and in their vicinity. The maximum wall-pressure fluctuation levels are pointed out on the aft walls of the dimples. The tonal components corresponding to oscillation frequencies of vortical flow inside the dimples and ejection frequencies of the large-scale vortical structures outside the dimples are observed in pressure fluctuation spectra. In a middle section between the oval dimples at the distance up to two their diameters, there was observed no interaction of the vortical structures ejected from each of the dimples. With a deletion from the pair of oval dimples, the intensity of tonal frequency oscillations in wall-pressure fluctuation spectra typical for the vortex flow inside the oval dimples is diminishing and boundary layer is gradually restoring.