Архив номеров

Взаимодействие ударной волны с турбулентным пограничным слоем исследовано экспериментально в аэродинамической трубе с низким уровнем шума при числе Маха 3.4. Угол генератора ударной волны составлял θ=15° и число Рейнольдса на единицу длины равнялось 6.30×10⁶ m⁻¹. Температура стенок и распределение давления на них во время процесса возмущения турбулентного пограничного слоя ударной волной были получены на основе метода температурно-чувствительного окрашивания и системы определения параметров воздуха, установленной заподлицо на стенке трубы, при этом основное поле течения в области взаимодействия было секционировано. Одновременно используя средства рассеяния плоскополяризованного лазерного излучения наномаркерами, в области взаимодействия были зарегистрированы мгновенные тонкие структуры и на их основе проанализирована пространственно-временная эволюция структуры течения. Изображения, полученные методами визуализации течения, показали, что место колебаний индуцированной ударной удовлетворяет нормальному распределению. При сравнении изображений, полученных при визуализации течения, и данных измерений температуры была обнаружена корреляция между структурой течения в области взаимодействия и изменением температуры стенки. В то же время колебания давления на стенке в центральной части области взаимодействия ударной волны и турбулентного пограничного слоя были измерены высокочастотным датчиком пульсационного давления. Результаты измерений плотности энергетического спектра показали, что при воздействии ударной волны, приходящей из генератора ударных волн, на интервале колебаний индуцированной ударной волны имеются две характеристических частоты сигнала, равные 12 и 30 кГц. Для сигнала с частотой 12 кГц величина частоты и амплитуда возрастали от зоны турбулентного пограничного слоя к области местного отрыва потока, и энергия колебаний индуцированной ударной волны увеличивалась. В каждой точке измерений амплитуда пика сигнала постепенно уменьшалась от области местного отрыва потока к зоне его вторичного присоединения, тогда как энергия сигнала постепенно ослабевала. Для высокочастотного сигнала на частоте 30 кГц изменение частоты каждого канала было относительно небольшим, сравнительно устойчивым, и энергия сигнала фокусировалась.