Взаимодействие пограничного слоя с трехмерными возмущениями

Abstract

Разработана методология взаимодействия в пограничном слое (ПС) когерентных вихревых структур (КВС), возникающих в процессе естественного перехода, с вносимыми малыми трехмерными возмущениями в виде продольных вихревых пар, подобных вихрям Гертлера. Эксперименты проведены на жесткой пластине в замкнутой гидродинамической трубе и в разомкнутой аэродинамической трубе при подобных условиях экспериментов. Разработаны макеты КВС переходного и турбулентного ПС. При обтекании водным потоком на различных этапах перехода получены визуализационные картины профилей скорости и линий тока c помощью теллур-метода Вортмана, а также профили скорости, измеренные с помощью лазерного анемометра. Подобные исследования выполнены в воздушном потоке. Обнаружен резонансный механизм взаимодействия возмущений в ПС. Получены безразмерные параметры, связывающие геометрическую структуру вносимых возмущений и кинематические характеристики ПС.

Розроблено методологію взаємодії в примежовому шарі (ПШ) когерентних вихрових структур (КВС), що виникають при незбуреному переході, з внесеними малими тримірними збуреннями у вигляді поздовжніх вихрових пар, подібних вихорам Гертлера. Досліди проведено на жорсткій пластинці в замкнутій гідродинамічній трубі та у відкритій аеродинамічній трубі при тотожних умовах експериментів. Розроблено макети КВС перехідного та турбулентного ПШ. При обтіканні водним потоком на різних стадіях переходу отримано візуалізаційні картини профілів швидкості та ліній току за допомогою телур-методу Вортмана, а також розподіл швидкості потоку по товщині ПШ, що здобуті за допомогою лазерного анемометру. Подібні вимірювання здобуто в аеродинамічній трубі. Виявлено резонансний механізм взаємодії збурень в ПШ. Знайдено безрозмірні параметри, що зв'язують геометричну структуру збурень, що вносяться в ПШ, та кінематичні характеристики ПШ.

The methodology of interaction in BL coherent vortex structures (CVS), arising during natural transition, with entering small three-dimensional disturbances in the form of the longitudinal vortex pairs, similar Goertler vortexes is developed. Experiments are lead on a rigid plate in the closed hydrodynamic tunnel and in the opened wind tunnel under similar conditions of experiments. Breadboard models CVS in transitive and turbulent BL are developed. At a flow by a water flow at various stages of transition of the BL are received pictures visualization of speed structures and flow lines by means of the Wortmann tellurium-method, and also the structures of speed measured by means of laser anemometer. Similar researches are executed in an air stream. The resonant mechanism of interaction of disturbances in BL is found out. The dimensionless parameters defining geometrical structure entering disturbances and kinematics characteristics BL are received.