ГИСТЕРЕЗИС ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ОБТЕКАНИИ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ТЕЛА С КОЛЬЦЕВОЙ КАВЕРНОЙ

Автор: Анастасия Сергеевна Шишаева

Соавторы: А.Ф. Зубков, М.М. Симоненко, А.А. Синявин, А.А. Аксенов

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва/ ООО "Тесис", Москва

ГИСТЕРЕЗИС ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ОБТЕКАНИИ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ТЕЛА С КОЛЬЦЕВОЙ КАВЕРНОЙ

Представлены результаты экспериментального и численного исследования сверхзвукового обтекания осесимметричного тела с кольцевой каверной прямоугольного сечения.

В ходе экспериментов осуществлялось непрерывное изменение протяженности каверны при различных фиксированных углах атаки, а также непрерывное изменение угла атаки при фиксированной протяженности каверны. На основе данных визуализации и измерения давления изучена эволюция структуры обтекания каверны, включая режимы перестройки структуры на границах переходной области. В области исследованных диапазонов изменения угла атаки и относительной протяженности каверны определены границы переходной области, в которой возникают гистерезисные явления. Результаты весовых испытаний показали, что при наличии каверны сопротивление обтекаемого тела с замкнутым режимом течения в каверне может существенно превышать сопротивление аналогичного тела с открытым режимом течения. Экспериментально установлено, что в области гистерезиса возможно принудительное переключение с замкнутого режима обтекания каверны к открытому режиму [1].

 Численное моделирование сверхзвукового осесимметричного обтекания тела с кольцевой каверной выполнено с использованием программного комплекса FlowVision. Проведено исследование сходимости задачи по расчетной сетке, определена оптимальная модель турбулентности. Выполнено сравнение с экспериментом. Исследовано влияние скорости изменения длины каверны на характер изменения течения. Проиллюстрирован механизм перестройки режимов течения в каверне при непрерывном изменении ее длины. Дана оценка протяженности области гистерезиса при сверхзвуковом обтекании тела с каверной. Показано, что внесение кратковременного возмущения в уже сформировавшееся течение позволяет изменить режим течения в каверне и тем самым увеличить или уменьшить сопротивление тела [2].

Исследования проводились в рамках госбюджетной темы АААА-А16-116021110201-2 НИИ механики МГУ (http://www.imec.msu.ru).

 1.Гувернюк С. В., Зубков А. Ф., Симоненко М. М. Экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания осесимметричной кольцевой каверны // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89. № 3. С. 670–679.

2.Шишаева А. С., Симоненко М. М., Гувернюк С. В., Аксенов А. А.. Численное моделирование аэродинамического гистерезиса при сверхзвуковом обтекании осесимметричного тела с каверной в программном комплексе flowvision. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2017, Т. 18(1).