ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ СО СВЕРХЗВУКОВЫМ ПОГРАНИЧНЫМ СЛОЕМ НА ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНЕ

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

В рамках полных уравнений Навье–Стокса проведено численное моделирование восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя на плоской заостренной пластине к модельным акустическим возмущениям, которые распространяются в набегающем потоке (число Маха 5) и характерны для фонового шума ударных аэродинамических труб. Проведен спектральный анализ возмущений, индуцированных в пограничном слое. Обсуждается способ восстановления амплитуды акустического возмущения в набегающем потоке с помощью измерения пульсаций давления на поверхности пластины.

Sobre autores

К. Шубин

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Autor responsável pela correspondência
Email: ottdimile@mail.ru
Россия, Долгопрудный

П. Чувахов

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского

Autor responsável pela correspondência
Email: pavel_chuvahov@mail.ru
Россия, Долгопрудный; Россия, Жуковский

Bibliografia

  1. Гапонов С.А., Маслов А.А. Развитие возмущений в сжимаемых потоках. M.: Наука, 1980. 134 с.
  2. Morkovin M.V. Critical evaluation of transition from laminar to turbulent shear layers with emphasis on hypersonically travelling bodies // Tech. Rep. AFFDL-TR-68-149. Air Force Flight Dynamics Laboratory. 1969.
  3. Bushnell D.M. Notes on Initial Disturbance Fields for the Transition Problem, Springer-Verlag, Berlin, 1990. V. 1. P. 217–232
  4. Laufer J. Some Statistical Properties of the Pressure Field Radiated by a Turbulent Boundary Layer// Physics of Fluids/ 1964. V. 7. № 8. P. 1191–1197.
  5. Stetson K.F. Nosetip Bluntness Effects on Cone Frustrum Boundary-Layer Transition in Hypersonic Flow // AIAA Paper. 1983. P. 83–1763.
  6. Pate S.R. Effects of wind tunnel disturbances on boundary-layer transition with emphasis on radiated noise: A review // AIAA Paper. 1980. № 80-0431.
  7. Чувахов П.В., Погорелов И.О. Источники турбулентности на прямом крыле сверхзвукового пассажирского самолета. // Математическое моделирование. 2022. Т. 34. № 8. С. 19–37.
  8. Fedorov A.V. Receptivity of a high-speed boundary layer to acoustic disturbances. // J. Fluid Mech. 2003. V. 491. P. 101–129. https://doi.org/10.1017/S0022112003005263
  9. Zhong X., Wang X. Direct numerical simulation on the receptivity, instability, and transition of hypersonic boundary layers // Annu. Rev. Fluid Mech.2012.V. 44. P. 527–561.
  10. Egorov I.V., Soudakov V.G., Fedorov A.V. Numerical Modeling of the Receptivity of a Supersonic Boundary Layer to Acoustic Disturbances // Fluid Dynamics. 2006. V. 41. № 1. P. 37–48. https://doi.org/10.1007/s10697-006-0020-4
  11. Soudakov V., Fedorov A., Ryzhov A. DNS and the Theory of Receptivity of a Supersonic Boundary Layer to Free-Stream Disturbances // Journal of Physics: Conference Series. 2011. V. 318. № 3. Paper 032020. https://doi.org/10.1088/1742-6596/318/3/032020
  12. Chuvakhov P.V. Shock-Capturing Anomaly in the Interaction of Unsteady Disturbances with a Stationary Shock // AIAA J. 2021. V. 59. № 8. https://doi.org/10.2514/1.J059682
  13. Wagner A., Schülein E., Petervari R., Hannemann K., Ali S., Cerminara A., Sandham N. Combined free-stream disturbance measurements and receptivity studies in hypersonic wind tunnels by means of a slender wedge probe and direct numerical simulation // Journal of Fluid Mechanics. 2018. V. 842. P. 495–531. https://doi.org/10.1017/jfm.2018.132
  14. Duan L., Choudhari M.M., Wu M. Numerical Study of Acoustic Radiation due to a Supersonic Turbulent Boundary Layer // Journal of Fluid Mechanics. 2014. V. 746. P. 165–192. https://doi.org/10.1017/jfm.2014.116
  15. Zhang C., Duan L. Acoustic Radiation from High-Speed Turbulent Boundary Layers in a Tunnel-like Environment // 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, January 5–9, 2015, Kissimmee, Florida. AIAA Paper 2015-0836. https://doi.org/10.2514/6.2015-0836
  16. Egorov I.V., Novikov A.V. Direct numerical simulation of laminar-turbulent flow over a flat plate at hypersonic flow speeds // Computational Mathematics and Mathematical Physics. 2016. V. 56(6). P. 1064 –1081.
  17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. Теоретическая физика: т. VI. (3-е изд., перераб. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., Гл. VIII, § 79 Поглощение звука. 1986. 736 с.
  18. Образ А.О., Федоров А.В. Пакет программ HSFS для анализа устойчивости сжимаемых пограничных слоев // Ученые записки ЦАГИ. 2017. Т. 48. № 3. С. 11–27 [A.O. Obraz, A.V. Fedorov The high-speed flow stability (HSFS) software package for stability analysis of compressible boundary layers. 2017. V. 48. № 3. P. 223–242. https://doi.org/10.1615/TsAGISciJ.2017022797]
  19. Федоров А.В., Хохлов А.П. Возбуждение неустойчивых мод в сверхзвуковом пограничном слое акустическими волнами // Изв. АН СССР. МЖГ. 1991. № 4. С. 67–74.
  20. Mack L.M. Transition and Laminar Instability : tech. rep. Jet Propulsion Laboratory, California Institiute of Technology. Pasadena, CA, USA, 1977. NASA-CR–153203. NASA TRS: 19770017114.
  21. Egorov I.V., Fedorov A.V., Novikov A.V., Chuvakhov P.V. The role of receptivity in prediction of high-speed laminar-turbulent transition // IUTAM LaminarTurbulent Transition. V. 38 (9th IUTAM Symposium, London, UK, Sept. 2–6, 2019). 2022. P. 541–552. (IUTAM bookseries).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (941KB)
Metadados
3.

Baixar (116KB)
Metadados
4.

Baixar (60KB)
Metadados
5.

Baixar (38KB)
Metadados
6.

Baixar (384KB)
Metadados
7.

Baixar (106KB)
Metadados
8.

Baixar (932KB)
Metadados
9.

Baixar (141KB)
Metadados
10.

Baixar (126KB)
Metadados
11.

Baixar (226KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © К.В. Шубин, П.В. Чувахов, 2023