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

Тема: Амплитудный метод предсказания ламинарно-турбулентного перехода на стреловидном крыле

Автор: Максим Владимирович Устинов (ФГУП «ЦАГИ») ustinov@tsagi.ru

На стреловидном крыле современных самолетов ламинарно-турбулентный переход вызван неустойчивостью поперечного течения в пограничном слое. Доминирующим типом возмущений при этом являются стационарные или нестационарные вихри, ориентированные почти вдоль линий тока внешнего течения. Порождаемая ими модуляция скорости в пограничном слое достигает 20-30% скорости потока при сохранении ламинарного режима течения. При этом возмущения заметно изменяют профиль средней скорости, что приводит к замедлению их роста вплоть до полного его насыщения. Применение e^N метода для расчета точки перехода в таких условиях становится бессмысленным. Данная работа посвящена разработке амплитудного метода предсказания ламинарно-турбулентного перехода на стреловидном крыле, вызванного одновременным воздействием турбулентности потока и шероховатости поверхности. При этом оба вида исходных возмущений имеют широкополосный спектр со случайными фазами.

Созданный амплитудный метод хорошо описывает зависимости положения перехода от числа Рейнольдса, шероховатости поверхности и турбулентности потока, наблюдавшиеся в известных экспериментах (см. рис. 1).

Рисунок 1. Сравнение экспериментальной (черные точки) и расчетной (красные точки) зависимостей положения перехода от числа Рейнольдса при разной шероховатости поверхности в условиях эксперимента Radeztsky, Reibert, Saric, AIAA Journal v. 37 No 11, 1999