Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Турбулентность в пограничном слое пульсирующего потока

Авторы: Илья Ирекович Саушин (КазНЦ РАН, по материалам канд. дисс.)ilyasaushin@mail.ru

Известно, что ускорение дозвукового потока способствует снижению интенсивности турбулентных пульсаций, а торможение потока приводит к повышению степени турбулентности. Если же происходит чередование фаз ускорения и торможения потока по гармоническому закону, имеющее место в так называемых пульсирующих потоках, процессы генерации и диссипации кинетической энергии турбулентности в пограничном слое начинают существенным образом зависеть от частоты и амплитуды колебаний. Пульсирующие потоки весьма многообразны, поскольку на процессы в них в дополнение к числам Маха и Рейнольдса осредненного по времени течения влияют еще два числа динамического подобия – относительная частота (число Струхаля Sh) и относительная амплитуда β вынужденных колебаний потока.

Доклад посвящен исследованию эволюции профилей осредненной скорости, кинетической энергии турбулентности и скорости её диссипации в пограничном слое на пластине по фазе вынужденных колебаний внешнего потока. Экспериментальные данные получены на основе измерений динамики векторных полей скорости потока оптическим методом (рис. 1) и представлены в координатах закона стенки. Установлена высокая чувствительность профилей скорости и характеристик турбулентности к нестационарности потока, в том числе к фазе колебаний, существенно зависящая от двух чисел динамического подобия Sh и β (рис. 2). Предпринята попытка оценки по экспериментальным данным параметров модели турбулентности k-ε для пограничного слоя пульсирующего потока. Получено существенное влияние нестационарности потока на два из пяти параметров этой модели.