Двойственность Вихревой Структуры, Возникающей При Сверхзвуковом Обтекании Области Сопряжения Затупленного Тела И Пластины Вязким Газом

Abstract

Results of numerical simulation of the supersonic gas flow past a fin-body mounted on the flat plate with developing laminar boundary layer are presented. The calculations cover flow cases with the freestream Mach number of 6.7 and two different Reynolds numbers: Re=12500, 15600. The structure of the horseshoe vortices arising in the body leading-edge region is analyzed. It has been revealed that for both the Reynolds numbers there exist two stable solutions, which correspond to different metastable states of the flow. The solutions differ in the number of the vortices forming in the separation region, as well as in the separation region length. In the smaller Reynolds number case, both solutions are steady-state, whereas in case of the larger Re value, one of the solutions remains steady-state, and the other one becomes quasi-periodic.

Численное Исследование Вихревых Структур И Теплообмена При Сверхзвуковом Обтекании Области Сопряжения Затупленного Тела И Пластины

“…Зависимость коэффициента вязкости от температуры определялась формулой Сазерленда. Детально численный метод для решения рассматриваемой задачи описан в [19]. Для расчетов конвективных потоков на гранях контрольных объемов использовалась схема AUSM [20].…”

“…ячеек (для пластины длиной 30D). Сведения о параметрах сетки, обеспечивающих получение аккуратного, практически не зависящее от сетки решения, даны в [19].…”

Сверхзвуковое Ламинарное Обтекание Затупленного Ребра: Двойственность Численного Решения

“…Натекание сверхзвукового потока на препятствие, установленное на обтекаемой поверхности, приводит к существенно трехмерной структуре течения, которая включает протяженную отрывную область, содержащую систему подковообразных вихрей, а также область сложного ударно-волнового взаимодействия [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Эффекты вязко-невязкого взаимодействия характеризуются сильно неоднородным распределением теплового потока на обтекаемой поверхности, значения которого могут в несколько раз превышать значения в невозмущенном пограничном слое [4][5][6][7]9,[13][14].…”

“…В последнее время интерес к данной тематике опять возрос с явно выраженным уклоном в сторону использования методов вычислительной гидрогазодинамики [4][5][6][7][8][13][14], позволяющих исследовать структуру потока для широкого диапазона параметров. Исследования проводятся как для ламинарных режимов течения [3][4][5][6][7][12][13][14][15], так и для турбулентных, а также переходных режимов [8][9][10][11].…”

“…Недавно нами было показано [15], что при наименьшем из перечисленных чисел Рейнольдса, Re D = 1.25 • 10 4 , существуют два устойчивых стационарных решения задачи с различной конфигурацией вихрей в отрывной области. По сути, это можно рассматривать, как еще один случай проявления хорошо известного свойства возможной неединственности сверхзвукового обтекания тела, системы тел или их отдельных элементов (см., например, [17][18][19][20][21]).…”