Исследование течения между плоской пластиной и неподвижным экраном на стенде прямого движения
Автор: Андрей Владимирович Катунин
Соавторы: Айрапетов А.Б., Стрекалов В.В.
Организация: Научно-исследовательский московский комплекс «Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского»
В целях верификации визуализационно-видеографической системы (ВВИС) [1], реализованной в виде макета мобильной измерительной системы (МИС) проведена серия экспериментов на установке прямого движения ‑ скоростном гидростенде ЦАГИ (ГСС, г. Дубна. Исследовалось движение тонкой плоской пластины (ТПП) размером 1470х1000х10 мм, установленной на подвижной каретке, с различными скоростями V=3÷6 м/с в режиме штатного движения и с малой скоростью V=0.15 м/с в режиме возвратного хода каретки. Движение осуществлялось в присутствии неподвижного плоского экрана размером 2400х900х20 мм, располагаемого на различных высотах h под движущейся пластиной в диапазоне h=0.01÷ 0.1 м. Система крепления экрана внутри канала ГСС позволяла изменять h непрерывно.
Поле скорости в щели между ТПП и экраном измерялось по авторской методике ВВИС. Результаты измерения профилей продольной скорости в щели для различных расстояний от передней кромки ТПП сравнивались с точными классическими аналитическими решениями разгонного течения Куэтта в рамках пространственно-временной связи x=Vt. Степень количественного совпадения этих результатов позволяет признать верификационную процедуру состоявшейся. Ниже на рисунке приведены графики профилей разгонного течения Куэтта, полученные по результатам обработки экспериментальных данных для h=0.01 м и V=0.15 м/с.
Другая серия экспериментов была выполнена по такой же схеме с моделью телесной пластины (толщина 0.05 м) с оживальным скруглением передней и задней кромок. Одним из непредсказуемым априори результатов оказалось существование в зазоре между движущейся пластиной и неподвижным экраном области, где в связанной с экраном системе отсчёта скорость потока направлена навстречу движущейся пластине. Первоначально было решено, что такое явление связанно с несовершенством экспериментальной установки. Но проведённое впоследствии численное математическое моделирование схематизированного эксперимента показало, что физическое явление существует и результаты эксперимента можно считать достоверными.
1. Айрапетов А.Б., Катунин А.В., Стрекалов В.В. Измерение скоростей потока за плохообтекаемым телом визуализационно-видеографическим методом// Тезисы XXVI научно-технической конференции по аэродинамике. 2015 г.
