Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное
На правах рукописи
Катасонов Михаил Михайлович
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ДВУМЕРНЫХ И ТРЕХМЕРНЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЯХ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕЧЕНИЕМ
01.02.05. - Механика жидкостей, газа и плазмы
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Новосибирск - 2009
Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики им.
С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук
Официальные оппоненты: доктор физико - математических наук, профессор Григорьев Юрий Николаевич, доктор физико - математических наук, профессор, Терентьев Евгений Дмитривич, доктор физико - математических наук, главный научный сотрудник Косинов Александр Дмитриевич
Ведущая организация: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Защита состоится "___" 2009 г. в___час на заседании диссертационного совета Д 003.035.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН: 630090, Новосибирск-90, ул. Институтская, 4/1.
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 003.035.02.
С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН.
Автореферат разослан "___"___________2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук Засыпкин И.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. На современном этапе развития науки и техники инженерам и конструкторам летательных и плавательных аппаратов приходится решать ряд проблем, тесно связанных с возникновением турбулентности в пограничном слое (снижение сопротивления трения, проблема тепломассообмена и т.д.). Решение этих проблем, прежде всего зависит от понимания механизма ламинарно-турбулентного перехода. В частности, в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока (при обтекании лопаток компрессоров и турбин) в пограничном слое возникают продольные полосчатые структуры, развитие неустойчивости на которых и определяет ламинарно-турбулентный переход. Исследования гидродинамической неустойчивости подобных течений и связанных с ней явлений, сопровождающих переход пограничного слоя в турбулентное состояние, актуальны и необходимы как для развития моделей перехода, так и расширения возможностей управления данным процессом.
В последние годы пристальное внимание исследователей обращено на роль продольных локализованных и вихревых структур в процессе перехода. При визуализации процесса перехода в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока на стадии, предшествующей возникновению турбулентных пятен, наблюдаются характерные продольные полосчатые структуры (английский термин "streaky structures"). Их роль в механизме перехода, как и собственно представление о структуре и законах развития данных образований остаются не ясными и мало исследованными. С другой стороны, переход в трехмерных пограничных слоях связан с так называемой первичной неустойчивостью, вызванной генерацией, в зависимости от тех или иных условий, продольных стационарных вихрей типа вихрей ТейлораЦГертлера или "cross-flow" вихрей. Исследования процесса перехода в течениях с наличием подобных вихревых структур являются актуальными в настоящее время и, по-видимому, механизм перехода при повышенной степени турбулентности набегающего потока может стать более понятным в свете изучения устойчивости трехмерного пограничного слоя.
Актуальность проблемы управления процессом перехода очевидна как с точки зрения понимания механизма воздействия различных методов управления на структуру и характеристики развития возмущений, так и с точки зрения снижения сопротивления трения за счет затягивания турбулизации течения. Так, например, метод управления течением с использованием MЭMС-технологий, предполагает локальное импульсное воздействие на возмущения, присутствующие в слое сдвига, на ранних этапах их развития. Однако в случае импульсного воздействия в пограничный слой вводится возмущение с широким спектром частот, часть из которых может попадать в область неустойчивости течения (если таковая имеется). В результате в пограничном слое возникнет волновой пакет, который будет нарастать ниже по потоку и может привести к образованию турбулентного пятна. Таким образом, затягивание перехода к турбулентности не будет достигнуто. Возникновение волновых пакетов неоднократно наблюдалось в экспериментах по исследованию нестационарных продольных структур в пограничных слоях плоской пластины и прямого крыла, возбуждаемых с помощью мембраны или методом вдува (отсоса). Явление получило название УпредвестникФ, поскольку предшествует фронту продольной структуры. В настоящей работе детально изучены волновые пакеты (предвестники), возникающие в пограничных слоях в областях, предшествующих резкому локальному изменению скорости течения внутри пограничного слоя (фронты продольного локализованного возмущения). Образование предвестников, наряду с вторичной неустойчивостью продольных структур, является еще одним звеном процесса ламинарно-турбулентного перехода при повышенной степени турбулентности набегающего потока. Помимо этого, в работе приведены результаты исследований по управлению процессом развития возмущений, имеющих место как при низкой, так и повышенной степени турбулентности набегающего потока с помощью локализованного вдува/отсоса газа из пограничного слоя посредством модификации обтекаемой поверхности (применение риблет), а также движением самой поверхности (поперечные колебания).
Большинство известных результатов исследований по переходу в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока были получены в экспериментах, проводимых в так называемых "естественных" условиях, где из-за проблемы, связанной с сохранением фазовой информации, достаточно сложно детально исследовать процесс развития и взаимодействия различного типа возмущений, существующих в переходе. В связи с этим представляется необходимым использовать иной методический подход для изучения данной проблемы. Проведение исследований в модельном эксперименте, где возмущения генерируются и развиваются в контролируемых условиях с сохранением фазовой информации, может дать дополнительную, а возможно и новую информацию по данной проблеме. Настоящие исследования проводились с использованием именно этого метода.
Целью работы является поиск новых способов возбуждения продольных локализованных структур; исследование свойств локализованных возмущений в условиях контролируемого эксперимента, которые позволили бы наиболее адекватно моделировать возмущения пограничного слоя при повышенной степени турбулентности набегающего потока, поиск методов управления течением в пограничном слое с помощью указанных возмущений; экспериментальное исследование возникновения и развития волновых пакетов, образующихся в двумерных и трехмерных пограничных слоях в областях, предшествующих фронтам локализованных возмущений.
Научная новизна В результате открытия нового явления, а именно существования в пограничном слое так называемых УпассивныхФ продольных локализованных возмущений, характеризующихся быстрым затуханием вниз по потоку и достигающих больших амплитуд на начальном этапе развития, составляющих величину порядка 40% и более от скорости набегающего потока, сформировано новое научное направление исследований, заключающееся в возможности моделирования возмущений, ответственных за ламинарнотурбулентный переход, в частности, в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока, исследовании механизмов их неустойчивости, а также возможности их применять для управления течением.
Впервые экспериментально обнаружен и исследован механизм неустойчивости фронтов локализованных возмущений, связанный с образованием и развитием в пограничном слое волновых пакетов - УпредвестниковФ.
Обоснована и развита методика экспериментальных исследований в пограничном слое с использованием искусственных возмущений, т.е. в "контролируемых" условиях с использованием современных компьютерных технологий.
Исследованы характеристики развития пакетов волн неустойчивости - УпредвестниковФ как в градиентных, так и безградиентных течениях в условиях низкой и повышенной степени турбулентности набегающего потока.
Экспериментально исследован один из возможных механизмов перехода при повышенной степени турбулентности набегающего потока, осуществляемый через процесс взаимодействия волн Толлмина - Шлихтинга (ТЦШ) с продольными локализованными возмущениями; изучены интегральные характеристики развития продольного локализованного возмущения, генерированного различными способами, в том числе и вихревыми возмущениями из набегающего потока.
Исследована устойчивость пограничного слоя, модулированного продольными локализованными возмущениями, показана их роль при генерации и развитии волновых пакетовЦУпредвестниковФ вблизи фронтов локализованных возмущений.
Подробно изучен механизм управления процессом развития возмущений с помощью локализованного вдува и отсоса газа из пограничного слоя.
Достоверность результатов обеспечена использованием в работе универсальных и отработанных методов экспериментального исследования, повторяемостью результатов, полученных в опытах, проведенных в разное время и на различных установках. Результаты работы согласуются с опубликованными данными о характеристиках подобных течений и с результатами исследований явлений, аналогичных изучаемым в настоящей работе, в других течениях вязкого несжимаемого газа. Данные, полученные в различных разделах работы, дополняют друг друга и дают целостную, физически непротиворечивую картину изучаемого явления.
Научная и практическая ценность. Сформированное новое научное направление, основанное на открытии нового явления, а именно существовании в пограничном слое так называемых УпассивныхФ продольных локализованных возмущений, характеризующихся быстрым затуханием вниз по потоку и возникновении волновых пакетов - предвестников фронтов локализованных возмущений позволило получить комплексное представление о физических явлениях и процессах, протекающих при переходе в пограничном слое, модулированном локализованными полосчатыми структурами, и связанных с определенными типами неустойчивостей, возникающих в пограничном слое.
Полученные в работе экспериментальные данные могут служить исходным материалом для построения новых моделей механизма перехода в таких течениях. Практическую ценность работы представляют также результаты исследований по управлению развитием возмущений в переходе с помощью поперечных колебаний, оребрения обтекаемой поверхности, суперпозиции продольных возмущений и локализованном вдуве и отсосе газа из пограничного слоя. Полученные экспериментальные данные указывают на возможности затягивания ламинарно-турбулентного перехода при помощи перечисленных выше методов управления. Предложены и научно обоснованы практические рекомендации для управления возмущениями в пограничном слое в реальном времени с помощью технологии микроэлектромеханических систем. В частности, при использовании локализованного вдува/отсоса газа на поверхности модели как метода воздействия на возмущения пограничного слоя определены оптимальная длительность, вид и место приложения импульса вдува/отсоса газа относительно внутренней структуры управляемого продольного возмущения.
Автор защищает результаты:
Экспериментального исследования реакции пограничного слоя на локализованное воздействие связанной с генерацией в нем присущих сдвиговому течению возмущений со строго определенной структурой и характеристиками развития независимо от интенсивности возбуждения в широком диапазоне амплитуд при различной скорости набегающего потока, размерах и количестве источников, а также способе воздействия (УвдувФ или УотсосФ).
Взаимодействия затухающих вниз по потоку продольных локализованных структур с высокочастотным возмущением, приводящих к генерации высокочастотного волнового пакета, трансформирующегося вниз по потоку в турбулентное пятно.
Исследования характеристик впервые обнаруженных в пограничном слое УпассивныхФ продольных локализованных возмущений.
Выявления принципиальной роли локальных градиентов скорости в продольном и поперечном направлении в областях переднего и заднего фронтов и на боковых границах возмущения при возникновении в пограничном слое неустойчивости продольных локализованных структур.
Изучения пространственной геометрии и структуры течения впервые в пограничном слое прямого и скользящего крыла полученных волновых пакетов - предвестников фронтов локализованных структур.
Экспериментального подтверждения того, что предвестники являются пакетами волн ТоллминаЦШлихтинга. В процессе эволюции попадая в область неблагоприятного градиента давления, предвестники нарастают вниз по потоку, трансформируются в - структуры и далее приводят к образованию турбулентных пятен.
Исследовния предвестников в условиях устойчивого пограничного слоя Блазиуса вне кривой нейтральной устойчивости, показывающего, что предвестники затухают в данном течении и процесс образования и развития исследуемых возмущений малой амплитуды является амплитудно независимым.
Экспериментальных исследований, впервые показывающих, что в градиентном течении, в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока волновые пакетыЦпредвестники фронтов локализованных возмущений могут существовать и приводить к образованию турбулентности, при этом увеличение как степени турбулентности набегающего потока, так и начальной амплитуды предвестника ускоряет процесс его преобразования в турбулентное пятно.
Исследования механизмов управления процессом развития локализованных возмущений с помощью локализованного вдува/отсоса газа из пограничного слоя, поперечных колебаний обтекаемой поверхности, применения риблет и суперпозиции продольных возмущений.
Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались на семинарах Института теоретической и прикладной механики СО РАН, Королевского технологического института (КТН), Стокгольм, Швеция, Корейского института передовой науки и технологии (KAIST) и представлялись на следующих конференциях: Международном симпозиуме ИСЕФМ (ICEFM) по экспериментальной механике жидкости (Королев, 1997), Международном симпозиуме ИЮТАМ (IUTAM) по пассивным и активным методам управления течением (Геттинген, Германия, 1998), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (ICMAR) (Новосибирск, 1998 - 2008), Сибирском семинаре "Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей", (Новосибирск, 1996 - 2009), Международной научной студенческой конференции (НГУ, Новосибирск, 1996-1998), 6 Европейской конференции по механике жидкости EFMC-6 (Стокгольм, Швеция 2006), Пятой международной конференции по механике жидкости ICFM-V (Шанхай, Китай, 2007), на 7 Симпозиуме ERCOFTAC SIG33 УНерешённые вопросы в ламинарно-турбулентном переходе и управлении течениямиФ (Генуя, Италия, 2008), Международной конференции УАвиация и Космонавтика - 2008У (Москва, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 работ [1-47], из них 17 в рецензируемых журналах [1-17].
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 130 наименований. Содержит 3страниц, в том числе 155 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель исследований и указаны основные положения, которые выносятся на защиту, а также кратко изложено содержание диссертации.
Первая глава посвящена методическим вопросам, даны краткие характеристики аэродинамических труб, где проводились эксперименты, и используемых моделей. Основная часть результатов получена на установках Т-324 и МТ-324 ИТПМ СО РАН, а также в малотурбулентной аэродинамической трубе MTL Королевского технического университета (Стокгольм). В качестве моделей использовались плоская пластина и крыловые профили, расположенные под различными углами атаки (со скольжением и без скольжения). Скорость набегающего потока U лежала в пределах 2,510 м/с. Методический подход, принятый в настоящей работе для исследования поставленных задач заключался в моделировании изучаемых явлений возбуждением в пограничном слое различного типа контролируемых возмущений. Двумерные возмущения вводились по методике "вдув/отсос" через узкую поперечную щель на поверхности модели. Трехмерные возмущения вводились через отверстие на поверхности модели либо из набегающего потока с применением специальных трубок. В качестве основного средства измерения характеристик развития возмущений использовался термоанемометр постоянной температуры, при этом измерялись средние (U) и пульсационные (u) характеристики продольной компоненты скорости. В некоторых случаях в качестве дополнительного средства использовалась дымовая визуализация течения.
Повышенная степень турбулентности набегающего потока создавалась установкой на входе в рабочую часть аэродинамической трубы турбулизирующих сеток. Следует отметить, что все измерения, касающиеся исследований влияния степени турбулентности набегающего потока на характеристики развития возмущений, проводились при повышенной степени турбулентности Tu 0,8 %, а затем повторялись при низкой степени турбулентности 0,04 Tu 0,18 % при прочих равных экспериментальных условиях.
Во второй главе изложены результаты экспериментального исследования характеристик продольных локализованных возмущений, моделируемых в пограничном слое Блазиуса плоской пластины. Показано, что реакция пограничного слоя на локализованное импульсное воздействие связана с генерацией в нем присущих сдвиговому течению возмущений со строго определенной структурой и характеристиками развития. Структура уединенного локализованного возмущения в плоскости Z - t (рис. 1, а) представляет собой две симметричные относительно центра щели (Z = 0) области локального превышения скорости, возникающие на краях источника, показанные на рисунке сплошными линиями и область дефекта скорости между ними при вдуве (пунктир). При отсосе положение областей дефекта и превышения скорости меняются местами.
Рис. 1. Уединенное продольное локализованное возмущение.
а - изолинии мгновенного поля пульсации скорости; б - - спектр пульсаций скорости.
При изменении в широком диапазоне амплитуды возбуждающего импульса, варьировании скоростью внешнего потока, размерами источника, а также способом возбуждения (вдув или отсос) пространственная структура и характеристики развития моделируемых возмущений остаются практически неизменными, что указывает на их универсальность (п. 2.3-2.5).
Применение пространственного преобразования Фурье для анализа уединенной полосчатой структуры показало, что возмущения с периодичностью по трансверсальной координате 0,5 представляют собой локализованные продольные структуры, а 0,2 - наклонные волны ТЦШ, порождаемые этими структурами в процессе их развития вниз по потоку (рис. 1, б). В то же время моделированием одновременно нескольких продольных структур не удается обнаружить волны ТЦШ внутри группы таких возмущений. Это показывают как изолинии пульсации скорости в плоскости Z - t (рис. 2, а), так и распределение поперечного волнового числа , выявляющее лишь периодичность, пропорциональную 0.(рис. 2, б).
Рис. 2. Изолинии мгновенного поля пульсации скорости для группы продольных локализованных возмущений.
Далее исследуется процесс взаимодействия продольных структур с высокочастотным возмущением с образованием т.н. зарождающегося турбулентного пятна (п. 2.8). Особенностью в данном эксперименте является то, что и продольные полосчатые структуры, и высокочастотное возмущение вводились в пограничный слой одновременно одним источником (одна поперечная щель либо группа щелей). Из осциллограмм (рис. 3, а) видно, что продольная структура без контролируемого высокочастотного возмущения затухает вниз по потоку, а при введении высокочастотной волны (f = 205 Гц) на нем формируется волновой пакет, трансформирующийся вниз по потоку в турбулентное пятно.
В процессе взаимодействия высокочастотных колебаний и группы локализованных возмущений на порядок возрастает амплитуда продольных структур, увеличивается длина и наблюдается появление высокочастотного колебания на данных возмущениях (рис. 3, б). Кроме того, возрастает локализация продольных структур в трансверсальном направлении ( 0.8, рис. 3, в, против 0.5 без высокочастотных колебаний, см. рис. 2, б). Замечено, что максимум высокочастотных пульсаций находится в области наибольшего градиента скорости в поперечном направлении dU/dZ.
Исследованиями развития - гармоник в зависимости от частоты для группы продольных возмущений установлено, что высокочастотное (вторичное) возмущение переносит энергию от среднего течения в низкочастотную часть спектра. Это видно из графика зависимости поперечного волнового числа от частоты = F(f) (см. рис. 3, в). Распределение = F(f) показывает, что максимальные амплитуды в спектре пульсаций приходятся на область низких частот (f 0-30Гц) для возмущений с периодичностью 0.8.
Рис. 3. Взаимодействие продольных локализованных возмущений и высокочастотного волнового пакета.
В третьей главе представлены результаты экспериментального моделирования полосчатых структур и исследования возникновения турбулентности в градиентном пограничном слое при повышенной степени турбулентности набегающего потока. Впервые показано, что пограничный слой на крыле в условиях повышенной степени турбулентности модулирован полосчатыми структурами, как и в случае плоской пластины. Моделирование полосчатой структуры в пограничном слое прямого крыла показало (п. 3.2), что благоприятный градиент давления подавляет растяжение возмущения вдоль потока и, способствуя росту его трансверсального масштаба, приводит к образованию дополнительных структур. Смоделирован один из возможных механизмов возникновения турбулентных пятен в пограничном слое крыла при взаимодействии полосчатых структур как естественных, возникающих от воздействия повышенной степени турбулентности набегающего потока (рис. 4), так и искусственно сгенерированных (рис. 5) с высокочастотными волнами, возбуждаемыми через поперечную щель на поверхности модели. На рис. 5 показано, что взаимодействие затухающих, когда они генерированы раздельно, возмущений (продольного локализованного и высокочастотного) приводит к росту интенсивности возникающего высокочастотного волнового пакета (зарождающегося турбулентного пятна) и его последующей трансформации в турбулентное пятно в области благоприятного градиента давления (п. 3.3).
Рис. 4. Дымовая визуализация взаимодействия естественных полосчатых структур с искусственной волной Т-Ш в пограничном слое прямого крыла.
а - возникновение зарождающегося турбулентного пятна (выделено пунктирной линией), б - релаксационная область турбулентного пятна (выделено пунктирной линией).
Рис. 5. Кривые распределений интенсивности возмущений в пограничном слое прямого крыла. U = 8,4 м/с, Y = Y(umax).
1 - высокочастотное возмущение f = 280 Гц, 2 - локализованное возмущение, - взаимодействие локализованного и высокочастотного возмущений.
Получены качественные и количественные данные о развитии полосчатых структур в пограничном слое прямого и скользящего крыльев. Установлено, что, в отличие от прямого крыла, полосчатая структура в пограничном слое скользящего крыла становится асимметричной, а ее трансверсальный масштаб увеличивается. Выявлены определенные различия в эволюции полосчатых структур в пограничном слое крыла и плоской пластины, заключающиеся в том, что в пограничном слое плоской пластины при нулевом градиенте давления уединенное продольное локализованное возмущение порождает наклонные волны, которые быстро затухают на крыле в области благоприятного градиента давления.
В четвертой главе изучаются вопросы устойчивости локализованных возмущений в пограничном слое. В условиях модельного эксперимента в пограничном слое Блазиуса на плоской пластине показано, что среди продольных полосчатых структур, образующихся в пограничном слое вследствие воздействия повышенной степени турбулентности можно выделить полосчатые возмущения со строго определенными свойствами, названные как УпассивныеФ (п. 4.2). Термин УпассивныеФ определяет то, что эти возмущения не приводят к образованию турбулентности в пограничном слое и не образуют в процессе своего развития другие возмущения, как, например, при распространении уединенной продольной структуры генерируются пакеты волн ТЦШ (глава 2). УПассивныеФ возмущения полностью устойчивы в данном сдвиговом течении. По своей структуре они являются полосчатыми локализованными возмущениями (состоят из областей с дефектом или превышением скорости, в зависимости от способа генерации - вдувом или отсосом), но при этом их амплитуда может достигать величин порядка 40%U и быстро затухать вниз по потоку. Данные возмущения УвмороженыФ в поток и распространяются с локальными скоростями течения внутри пограничного слоя (рис. 6). То есть вблизи стенки возмущение движется сравнительно медленно, а в области верхней границы пограничного слоя - практически со скоростью внешнего течения. Таким образом, в каждый момент времени положение фронта относительно оси X зависит от координаты Y.
Рис. 6. УПассивноеФ возмущение, генерируемое отсосом через поперечную щель:
изолинии мгновенного поля пульсации скорости в плоскостях Z - t (а - в), Y - t (г - е), при Х = 100 мм (а, г), Х = 200 мм (б, д), Х = 500 мм (в, е).
Основное отличие УпассивныхФ полосчатых структур от других локализованных возмущений, приводящих к образованию турбулентности, состоит в отсутствии у УпассивныхФ возмущений областей, где локально может возникнуть неустойчивость. В работе показано, что продольное локализованное возмущение имеет несколько таких областей - передний и задний фронт, а также две боковые стороны и, к тому же, само возмущение, если оно состоит из области с большим дефектом скорости, способствует росту пакета волн ТЦШ, попадающих в эту область. Рассматриваемые УпассивныеФ полосчатые структуры могут использоваться для управления процессом ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое, т.е. затягивать, или напротив, провоцировать его наступление путём воздействия на другие возмущения (лямбда-структуры, зарождающиеся турбулентные пятна), ответственные за турбулизацию потока.
Выявлена принципиальная роль градиентов скорости в продольном (dU/dХ или dU/dt) и поперечном направлении (dU/dZ) в областях переднего и заднего фронтов и на боковых границах возмущения при возбуждении в пограничном слое различных типов структур. Увеличение локальных градиентов скорости (уменьшение времени перехода от невозмущенно состояния к возмущенному) порождает соответствующие неустойчивости вблизи фронтов продольных локализованных возмущений. Вблизи переднего и заднего фронтов образуются волновые пакетыЦпредвестники. На боковых границах возникают условия (большой градиент dU/dZ), благоприятные для развития вторичных, высокочастотных колебаний, что подтверждается исследованиями по взаимодействию высокочастотных колебаний и продольных локализованных структур, главы 2 и 3.
Пятая глава посвящена изучению волновых пакетов (предвестников), возникающих в пограничных слоях в областях, предшествующих резкому изменению скорости потока вблизи фронтов продольного возмущения. Фактически, предвестник является результатом воздействия прямоугольного импульса (локализованный вдув или отсос) на пограничный слой. В результате дисперсии фронт прямоугольного импульса разделяется по частотам, из которых пограничным слоем усиливаются наиболее неустойчивые. В случае большого локального градиента скорости u/t1 (рис.
7, а) вблизи переднего фронта продольного возмущения вырабатывается предвестник. На рис. 7, б, величина u/t2 в 2 раза меньше и здесь образование предвестника не происходит. Эксперименты, проведенные в пограничном слое Блазиуса на плоской пластине в условиях малых значений локального числа Рейнольдса, когда пограничный слой в области измерений оставался устойчивым относительно возмущений малых амплитуд (Re* < 500) показали, что по мере развития предвестника вниз по потоку его амплитуда постепенно затухает.
Далее изучалось развитие волнового пакета в пограничном слое плоской пластины в зависимости от его начальной амплитуды (п. 5.1). При нормировке осциллограмм (рис. 8) на максимум локализованного возмущения (рис. 8, б-г) часть кривых совпадает.
Рис. 7. Осциллограммы развития возмущений вниз по потоку.
Остающиеся отличия особенно велики между осциллограммами продольных структур наименьшей (1) и наибольшей (4) амплитуд (рис. 8, б). С уменьшением интенсивности структур различия между соответствующими данным возмущениям кривыми уменьшаются, (рис. 8, в и рис. 8, г).
Рис. 8. Осциллограммы продольных возмущений полученных в пограничном слое Блазиуса методом отсоса вдали от источника возмущений.
а - осциллограммы в одинаковом масштабе; б - приведенные к единице осциллограммы для амплитуд 1 и 4, в - амплитуд 1 и 3; г - амплитуд 1 и 2.
Нормированные осциллограммы возмущений с наименьшими амплитудами (1, 2) отличаются лишь в пределах незначительных флуктуаций скорости, притом, что возмущение 2 вдвое интенсивнее возмущения 1. Данный факт свидетельствует о линейности поведения продольных структур и их предвестников по амплитуде при ее малой величине.
Исследованы особенности возникновения и развития вниз по потоку волновых пакетов-предвестников и порождающих их продольных структур в пограничном слое прямого крыла (п. 5.2). Фронт продольного возмущения представляет собой область нестационарного течения, которая распространяется вниз по потоку. В работе рассматриваются продольные структуры, время существования которых (продолжительность импульса вдува/отсоса) в несколько раз превышает время пролета хорды крыла потоком.
Поэтому передний и задний фронты данных возмущений не взаимодействуют, поскольку в момент прекращения вдува или отсоса и появления заднего фронта передний фронт уже пролетел крыло. Для анализа структуры течения вблизи фронтов продольного полосчатого возмущения были проведены измерения поля скорости в плоскости XY, проходящей через точку Z = 0 (рис. 9, а).
Рис. 9. Структура течения вблизи переднего фронта продольного локализованного возмущения, генерируемого отсосом.
а - изолинии мгновенного поля пульсаций продольной составляющей скорости; б - мгновенное поле пульсаций продольной (u) и нормальной к поверхности (v) скоростей в плоскости симметрии структуры (тот же момент времени, что и в (a)); в - поле скоростей одного периода волны предвестника в увеличенном масштабе.
Поле скоростей u и v - компоненты в плоскости симметрии продольной структуры, получено из уравнения неразрывности, в предположении, что производная w - компоненты по Z равна нулю в этой области течения. В области переднего фронта (рис. 9, б) наблюдается натекание быстрого газа на медленную область невозмущенного пограничного слоя. В результате векторы пульсационной составляющей скорости в области фронта продольного возмущения направлены от поверхности. Перед фронтом виден предвестник, представляющий собой пакет, состоящий из пар противовращающихся вихрей (рис. 9, в), что согласуется с данными о течении, образующем волну ТЦШ. На это также указывают и другие характеристики:
скорость распространения волнового пакета составляет 0,4 U, имеются два максимума в пульсации скорости по нормали к поверхности (рис. 10, а), один вблизи стенки, другой вблизи внешней границы пограничного слоя, изменение фазы между ними близко к 180о (рис. 10, б).
Рис. 10. Возмущения в пограничном слое прямого крыла, вдув X = 160, Z = 0 мм.
а - изолинии мгновенного поля пульсаций продольной составляющей скорости (продольная структура и предвестник на её переднем фронте); б - профиль средней скорости (U) по нормали к поверхности невозмущенного пограничного слоя, профиль пульсаций скорости (u) и фазы (phi) для предвестника ( 35 < t < мс).
В области заднего фронта течение внутри продольного возмущения имеет скорость больше, чем невозмущенный пограничный слой позади фронта. В итоге на заднем фронте происходит втекание в пограничный слой быстрого газа из верхних слоев пристенного потока. В случае вдува ситуация обратная: в пристенную область пограничного слоя добавляется газ с нулевой продольной скоростью, в результате локальные скорости течения в пограничном слое за щелью становятся меньше, чем в невозмущенном течении, соответственно профили пограничного слоя становятся менее наполненными. Поэтому Унатекание на препятствиеФ происходит в области заднего фронта, а УстеканиеФ в области переднего фронта. Таким образом, течение на переднем (заднем) фронте возмущения, полученного методом вдува, подобно течению в области заднего (переднего) фронта при отсосе.
Рассмотрено влияние градиента давления внешнего течения на возникновение и развитие волновых пакетов-предвестников. Показано, что благоприятный градиент давления внешнего течения подавляет развитие предвестников, а неблагоприятный, наоборот, усиливает их рост.
На поздних стадиях развития предвестников, изначально сгенерированные в эксперименте прямые, или квазидвумерные фронты волн, составляющие пакет, искривляются и теряют двумерность. Волновые фронты, составляющие предвестник, ниже по потоку трансформируются в структуры.
Измерения в пограничном слое скользящего крыла (п. 5.3) также показали присутствие предвестников. Здесь эксперимент проводился по той же методике, что и на прямом крыле, с поправкой на угол скольжения.
Компьютерные визуализации исследуемых возмущений, выполненные на основе измеренных полей скорости, показали, что, в отличие от возмущений на прямом крыле, предвестники и продольные структуры в пограничном слое скользящего крыла за счет трехмерности течения становятся асимметричными. Происходит закрутка продольной структуры. Поскольку в пограничном слое скользящего крыла, на различных расстояниях от поверхности, течение имеет различные направления, то вдув (отсос) меняют не только наполненность профиля продольной компоненты скорости, но и направление локального вектора скорости в фиксированных точках пространства ниже по потоку за источником (щелью). На начальном этапе развития фронт продольного возмущения параллелен передней кромке крыла, что определяется ориентацией щели. В области потока непосредственно перед фронтом возникает квазидвумерный волновой пакет, также параллельный передней кромке крыла (рис. 11). Далее происходит нарушение двумерности, предвестник разделяется на сугубо трехмерное УядроФ и на пакет волн, ориентированных вдоль передней кромки крыла или УследФ. Для случая вдува (рис. 12) отчетливо видно формирование структур, далее превращающихся в турбулентное пятно.
Исследование предвестников в пограничном слое прямого и скользящего крыла при повышенной степени турбулентности набегающего потока показало, что волновые пакеты - предвестники фронтов локализованных возмущений могут существовать в данных условиях, а их развитие вниз по течению приводит к ламинарно-турбулентному переходу в пограничном слое (п. 5.4). Найдено, что для прямого крыла рост амплитуды предвестников в условиях повышенной степени турбулентности начинается раньше, чем при низкой степени турбулентности набегающего потока (рис. 13).
Для предвестника малой амплитуды ( 0.4%U вблизи источника), на начальном участке развития в области благоприятного градиента давления (0.31 < Х/С1 < 0.42) амплитуда пульсаций сначала падает, но затем, в области неблагоприятного градиента давления - стремительно нарастает.
Рис. 11. Изолинии мгновенных полей пульсационной составляющей продольной компоненты скорости для полосчатой структуры, полученной методом отсоса, и предвестники на ее переднем фронте.
При этом амплитуда пульсаций скорости для предвестников в условиях повышенной степени турбулентности растет быстрее, чем при низкой степени турбулентности набегающего потока (рис. 13, а). Для предвестника большой начальной амплитуды рост интенсивности начинается уже в области благоприятного градиента давления (рис. 13, б). Чем больше начальная амплитуда предвестников, тем раньше наступает ламинарнотурбулентный переход вследствие разрушения последних. Это можно увидеть, проанализировав положение максимальных значений пульсации скорости (конец ламинарно-турбулентного перехода) на кривых рис. 13.
Рис. 12. Предвестники на переднем и заднем фронтах продольной структуры, полученной в пограничном слое скользящего крыла методом вдува.
Рис. 13. Распределение пульсаций скорости (uymax ) на уровне максимума волнового пакета-предвестника по оси Y внутри пограничного слоя вдоль хорды профиля. а - предвестник малой амплитуды; б - большой амплитуды. С1 = 290 мм.
Для предвестника малой амплитуды ламинарно-турбулентный переход расположен при Х/С1 0.85, для предвестника большой амплитуды - при Х/С1 0.75 (для Tu = 0.79%U). В случае низкой степени турбулентности набегающего потока данный эффект заметен еще больше - это Х/С1 1 и 0.85 соответственно. Предвестники и продольные структуры в пограничном слое скользящего крыла за счет трёхмерности течения становятся асимметричными, однако их поведение вниз по потоку в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока аналогично случаю прямого крыла.
Шестая глава посвящена управлению развитием возмущений, искусственно генерируемых в пограничном слое. Предложены и апробированы следующие методы воздействия на продольные локализованные возмущения пограничного слоя: поперечные колебания (вдоль оси Z) поверхности модели, локализованный вдув/отсос, сложение двух продольных локализованных возмущений, находящихся в противофазе и использование риблет.
В случае поперечных колебаний поверхности исследовалось их влияние на структуры, присутствующие как на начальных стадиях ламинарнотурбулентного перехода при повышенной степени турбулентности набегающего потока (продольные полосчатые структуры), так и на продольные возмущения более поздних стадий (зарождающиеся турбулентные пятна) (п. 6.2). Амплитуда поперечных колебаний составляла порядка трёх толщин пограничного слоя () в области измерений. Для указанных возмущений воздействие поперечных колебаний стенки приводит к снижению амплитуды локализованных возмущений в 2-4 раза. Наибольшее воздействие происходит при частотах 12-18 Гц. Это соответствует тому, что за время пролета продольной структуры над вибрирующей поверхностью последняя успевает совершить полный период колебаний. Изменяется внутренняя структура возмущений, в частности для группы продольных возмущений (рис. 14), происходит слияние (объединение) нескольких локализованных структур в одну. Уменьшается продольный размер возмущений, практически исчезают области с дефектом скорости, что приводит к существенному уменьшению градиента скорости dU/dZ, в результате подавляется развитие вторичных высокочастотных колебаний на данных продольных структурах. И как следствие, продольные структуры не нарастают при движении вниз по потоку.
Рис. 14. Изолинии пульсации скорости в плоскости Z - t.
В экспериментах по воздействию локализованного вдува и отсоса на искусственно моделируемые продольные возмущения показано, что для влияния на развитие возмущений достаточно воздействовать существенно меньшим количеством вдуваемого/отсасываемого газа (порядка 0,л/мин), но в строго определенных местах относительно внутренней структуры продольного возмущения (п. 6.3). Время воздействия можно ограничить временем пролета возмущения над данной точкой пространства. Данные условия позволяют говорить о применении МЭМС- технологии для управления течением, когда малые возмущающие локальные воздействия на структуры в пограничном слое могут приводить к перестройке течения в пограничном слое. Обнаружено, что воздействие локализованного отсоса через отверстие диаметром 0,5 мм под областью с дефектом скорости препятствует трансформации продольной структуры в турбулентное пятно, однако отсос под областями с превышением скорости (при Z=2,5 мм), напротив, ускоряет процесс образования турбулентного пятна. Установлено, что во всех этих случаях отсос воздействует на градиент скорости в поперечном направлении dU/dZ, в результате создаются либо неблагоприятные условия для развития вторичных высокочастотных колебаний (уменьшение градиента скорости на величину U, рис.15 а), либо благоприятные (увеличение градиента, рис.15 б). Таким образом, выявлен параметр, характеризующий изменение средней скорости в трансверсальном направлении, позволяющий предсказать место приложения отсоса для эффективного управления развитием локализованного возмущения.
Рис. 15. Распределение локальной скорости поперек пограничного слоя при Y = Yumax.
Другой метод управления, а именно взаимное гашение продольных локализованных возмущений, находящихся в противофазе, заключается в следующем (п. 6.4). Возмущения генерируются двумя источниками импульсами вдува и отсоса, причем, когда возмущения, генерируемые первым источником (рис. 16, а), находятся над вторым, расположенным ниже по потоку, в последнем возбуждаются такие же возмущения, находящиеся в противофазе к первому (рис. 16, б).
Рис. 16. Осциллограммы, иллюстрирующие взаимодействие продольных возмущений полученных в пограничном слое Блазиуса методом вдува и отсоса. X = 362 мм, Y = Yumax.
а - исходные возмущения (на продольном возмущении, генерируемом "вдувом" видны вторичные высокочастотные колебания);
б - продольные возмущения, генерируемые в противофазе к исходным;
в - результат взаимодействия.
В результате взаимодействия возмущений происходит их "сложение" с уменьшением амплитуды исходных возмущений (рис. 16, в). При этом, развитие высокочастотных (вторичных) колебаний на исходном возмущении также замедляется.
Изучалось влияние риблет, ориентированных в направлении потока, на развитие продольных структур (п. 6.5). В работах других авторов по использованию риблет отмечалось, что риблеты эффективно работают (задерживают образование турбулентности), если они находятся в области течения, где присутствуют -структуры, которые возникают вследствие трёхмерного искажения первоначально двумерных волн неустойчивости ТЦШ. То есть риблеты активно воздействуют на трёхмерные вихревые образования, задерживая их развитие. В настоящих исследованиях использовались риблеты триангулярной формы, оптимизированные ранее для воздействия на -структуры (рис. 15).
Рис. 15.Риблеты.
Влияние риблет на продольные полосчатые структуры (рис. 16, а) и зарождающиеся турбулентные пятна (рис. 16, б) проявляется в виде интегрального снижения амплитуды пульсаций скорости на 60%. Как видно из результата спектрального анализа, наибольшее воздействие риблет наблюдается при / = 0,5 (продольные структуры, снижение интенсивности в раза) и при / = 0 (плоские волны ТЦШ, возрастание более чем в 3 раза).
На наклонные волны (/ = 0,2) риблеты не влияют. Возрастание величины пульсаций скорости для / = 0 (рис. 16, а) в случае моделирования продольных возмущений, присутствующих на ранних стадиях перехода, может прояснить тот факт, что, как было показано в других работах, присутствие риблет способствует нарастанию плоских волн Т-Ш.
Рис. 16. Влияние ориентированных вдоль потока риблет на эволюцию полосчатых структур, -спектры пульсаций скорости.
а - на ранней стадии развития; б - на поздней стадии развития (зарождающееся турбулентное пятно).
В заключении сформулированы основные выводы работы:
1. Экспериментально исследовано и установлено, что реакция пограничного слоя на локализованное воздействие связана с генерацией в нем присущих сдвиговому течению возмущений со строго определенной структурой и характеристиками развития независимо от интенсивности возбуждения в широком диапазоне амплитуд при различной скорости набегающего потока, размерах и количестве источников, а также способе воздействия ("вдув" или "отсос"), при этом показано, что в пограничном слое возможно существование УпассивныхФ продольных локализованных возмущений.
2. Показано, что процесс взаимодействия затухающих вниз по потоку продольных локализованных структур с высокочастотным возмущением приводит к генерации высокочастотного волнового пакета, трансформирующегося вниз по потоку в турбулентное пятно.
3. Выявлена принципиальная роль локальных градиентов скорости в продольном и поперечном направлении в областях переднего и заднего фронтов и на боковых границах возмущения при возникновении в пограничном слое неустойчивости продольных локализованных структур.
4. Для пограничного слоя на прямом крыле предложена модель формирования и распространения фронтов локализованных возмущений.
Впервые в пограничном слое скользящего крыла получены волновые пакетыЦпредвестники фронтов локализованных возмущений. Изучена их пространственная геометрия, предложены общие закономерности развития волновых пакетовЦпредвестников в условиях скользящего крыла.
5. Показано, что предвестники являются пакетами волн Толлмина - Шлихтинга. Если условия течения таковы, что предвестники нарастают, волновые фронты в процессе своего развития трансформируются в структуры, приводя ниже по потоку к образованию турбулентных пятен.
6. В пограничном слое Блазиуса обнаружено, что предвестники могут возникать и в условиях устойчивого пограничного слоя вне кривой нейтральной устойчивости. Однако в этом случае нарастание волновых пакетов не наблюдается. Кроме того, процесс образования и развития исследуемых возмущений малой амплитуды амплитудно независим.
7. Показано, что в градиентном течении, в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока волновые пакеты - предвестники фронтов локализованных возмущений могут существовать и приводить к ламинарноЦтурбулентному переходу в пограничном слое, при этом увеличение как степени турбулентности набегающего потока, так и начальной амплитуды предвестника ускоряет процесс его преобразования в турбулентное пятно.
8. Предложены и обоснованы различные методы управления развитием продольных локализованных возмущений: поперечных колебаний поверхности, локализованного вдува/отсоса, оребрения поверхности и взаимогашения продольных возмущений путем дополнительного возбуждения их в противофазе.
Основные результаты диссертации отражены в следующих работах.
1. Бакчинов А.А., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В. Экспериментальное исследование взаимодействия продольных "полосчатых" структур с высокочастотным возмущением // МЖГ - 1998. - № 5. - С.
39-49.
2. Катасонов М.М., Козлов В.В.. Влияние поперечных колебаний поверхности на развитие продольных "полосчатых" структур и зарождающихся турбулентных пятен // МЖГ. - 1999. - № 5. - С. 63-72.
3. Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В., Чернорай В.Г. Экспериментальное исследование механизма вторичного высокочастотного разрушения -структуры // Теплофизика и аэромеханика. 1999. - Т. 6. - № 4. - С. 445-460.
4. Чернорай В.Г., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В. Генерация локализованных возмущений вибрирующей поверхностью // Теплофизика и аэромеханика. - 2000. - Т. 7. - № 3. - С. 339-351.
5. Grek G.R., Kozlov V.V., Katasonov M.M., Chernorai V.G. Experimental study of a -structure Development and its transformation into the turbulent spot // Current Science. - 2000. - Vol. 79. - No. 6. - P. 1-9.
6. Альфредссон П.Х., Бакчинов А.А., Катасонов М.М., Козлов В.В.Управление ламинарно-турбулентным переходом при высокой степени турбулентности набегающего потока с помощью локализованного вдува и отсоса // Теплофизика и аэромеханика. - 2001. - Т. 8. - № 2. - С. 177-187.
7. Чернорай В.Г., Спиридонов А.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В. Генерация возмущений локализованным вибратором в пограничном слое прямого крыла // Прикладная механика и техническая физика. - 2001.
- Т. 42. - № 5. - С. 365-373.
8. Альфредссон П.Х., Катасонов М.М., Козлов В.В. Генерация и развитие УпассивныхФ возмущений в пограничном слое Блазиуса // Теплофизика и аэромеханика. - 2001. - Т. 8. - № 3. - С. 337-344.
9. Горев В.Н., Катасонов М.М. Возникновение и развитие предвестников на фронтах продольных структур в пограничном слое прямого крыла // Теплофизика и аэромеханика. 2004. - Т. 11. - № 3. - С. 403-415.
10. Katasonov M.M., Park S.-H., Sung H.J., Kozlov V.V. Instability of streaky structure in a Blasius boundary layer // Exp. In Fluids. - 2005. - Vol. 38. - No 3. - P. 363-371.
11. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В.. Волновые предвестники продольных структур на прямом и скользящем крыле // Доклады Академии наук. - 2006. - Т. 410. № 1. C. 53-56.
12. Gorev V. N., Katasonov M. M. and Kozlov V. V. The peculiarities of development of forerunners on longitudinal structures fronts in the boundary layer of a straight wing // Proceedings of the Sixth IUTAM Symp. On Laminar-Turbulent Transition / Eds. R. Govindarajan. - Ser. "Fluid Mech. And Its Applications". Vol. 78. Springer Verlag, 2006. Ц - P. 103-108.
13. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В. Волновые предвестники продольных структур в пограничном слое скользящего крыла // МЖГ. - 2007. Ц№5. - C. 51-58.
14. Горев В.Н., Катасонов М.М., Щербаков В.А. Экспериментальное исследование Возникновения и развития волновых пакетов - предвестников локализованных возмущений в двумерных и трехмерных пограничных слоях // Вестник НГУ. Сер. Физика. - 2007. ЦТ. 2. - вып. 4. - C.49-54.
15. Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В. Моделирование возникновения турбулентного пятна и полосчатые структуры в пограничном слое крыла при повышенной степени турбулентности набегающего потока // Теплофизика и аэромеханика. - 2008. - Т. 15. - № 4. ЦС. 585-598.
16. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В. Особенности нестационарных процессов в области фронтов продольных структур в пограничном слое прямого крыла // Теплофизика и аэромеханика. - 2008. - Т. 15. - № 3. - С. 441-451.
17. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В., Мотырев П.А.. Экспериментальное исследование предвестников локализованных возмущений пограничного слоя при повышенной степени турбулентности набегающего потока // Теплофизика и аэромеханика. - 2009.
18. Катасонов М.М. Активное управление продольными структурами в пограничном слое // Материалы XXXIV Междунар. Научной студ. конф.
"Студент и научно-технический прогресс". - Новосибирск. - 1996. - С.
68-70.
19. Бакчинов А.А., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В., Сбоев Д.С.
Экспериментальное исследование возникновения и развития локализованных возмущений типа "несимметричный пафф" // Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей: тез. докл. 3 Международного семинара. - Новосибирск, 1996. - С. 3-4.
20. Бакчинов А.А., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В. Эволюция локализованных возмущений малых и конечных амплитуд в пограничном слое плоской пластины // Там же. - С. 5-6.
21. Катасонов М.М., Козлов В.В. Активное управление продольными структурами в пограничном слое // Там же. - С.44-46.
22. Катасонов М.М.. Управление развитием продольных структур в пограничном слое с использованием риблет и поперечных колебаний стенки // Материалы XXXV Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс". - Новосибирск, 1997. - С. 63-65.
23. Катасонов М.М., Козлов В.В. Управление развитием продольных структур в пограничном слое с использованием риблет и поперечных колебаний стенки // Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей: тез. докл. 4 Международного семинара: Новосибирск, 1997. - С. 57.
24. Грек Г.Р., Бакчинов А.А., Катасонов М.М., Козлов В.В. Экспериментальное исследование процесса развития "полосчатых структур" и их взаимодействия с высокочастотным возмущением // Там же.
- С. 41-42.
25. Чернорай В.Г., Бакчинов А.А., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Козлов В.В.
Экспериментальное исследование процесса образования "зарождающегося турбулентного пятна" и турбулентного пятна // Там же. - С.
100-101.
26. Bakchinov А.А., Grek G.R., Katasonov M.M., Kozlov V.V., Chernorai V.G.
Experimental study of the interaction between streaky structures and highfreqyency disturbances // Proceedings of the Third Int. Conf. on Experimental Fluid Mechanics (ICEFM-97). - Korolev, 1997. - С. 28-33.
27. Bakchinov А.А., Alfredsson P.H., Katasonov M.M., Kozlov V.V. Control of boundary layer transition at high FST by localized suction // V Int. Workshop on the Stability of Homogeneous and Heterogeneous Fluids Flows:
Proceedings (Part 2). - Novosibirsk, 1998. - P. 63-68.
28. Катасонов М.М. Влияние поперечных колебаний поверхности на развитие продольных "полосчатых" структур и зарождающихся абеглентных пятен (incipient spot) // Тезисы докл. 5 Междунар. Конф.
Молодых ученых Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики. - Новосибирск, 1998. - C. 31-32.
29. А.А.Bakchinov, G.R.Grek, M.M.Katasonov, V.V.Kozlov. An experimental study of the streaky structures interaction with the high-frequency disturbances // Int. Conf. on the Methods of Aerophisical Research: Proceedings.
Part1. - Novosibirsk, 1998. - P. 11-16.
30. Katasonov M.M., Kozlov V.V. Boundary layer longitudinal localized structures control by means of riblets and spanwise-wall oscillations // Там же. - P. 99-104.
31. Bakchinov A.A., Katasonov M.M., Alfredsson P.H., Kozlov V.V. Control of streaky structures by localized blowing and suction // Laminar-Turbulent Transition / Eds. H.F.Fasel, W.S.Saric. - Sedona: Springer-Verlag, 1999. - P. 161-166.
32. Bakchinov А.А., Katasonov M.M., Alfredsson P.H., Kozlov V.V. Control of streaky structures by localized blowing and suction // Int. Conf. on the Methods of Aerophisical Research: Proceedings. Part II. - Novosibirsk, 2000. - P. 20 - 24.
33. Альфтедссон П.Х., Катасонов М.М., Козлов В.В. Генерация и развитие УпассивныхФ возмущений в пограничном слое Блазиуса // Тезисы Восьмого Всерос. Съезд по теорет. И прикл. Механике. - Екатеринбург: УрО РАН, 2001.
34. Горев В.Н., Катасонов М.М. Генерация и развитие УпассивныхФ возмущений в пограничном слое прямого крыла // Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики: Материалы VII Всероссийской конференции молодых ученых. - Новосибирск, 2002. - С. 46-47.
35. Katasonov M.M., Park S.-H., Sung H.J., Kozlov V.V. Investigations of the stability of streaky structure in a blasius boundary layer // Int. Conf. on the Methods of Aerophisical Research: Proceedings. Part I. - Novosibirsk, 2004.
- P.125-130.
36. Gorev V.N., Katasonov M.M. Origin and development of forerunner on the fronts of streaky structures in the boundary layer of the straight wing profile // Там же. (Part II). - P.77-82.
37. Горев В.Н., Катасонов М.М. Экспериментальное изучение развития вторичной неустойчивости продольных структур в пограничном слое прямого крыла // Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей:
докл. Молод. Конф. Вып. Х - Новосибирск, 2005. - С. 47-50.
38. Горев В.Н., Катасонов М.М. Возникновение и динамика развития предвестников продольных структур на прямом и скользящем крыле // Материалы XII Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-12. - Новисибирск, 2006. - С. 307308.
39. Gorev V. N., Katasonov M. M. and Kozlov V. V. Wave forerunners of longitudinal structures on straight and swept wings // EFMC6 KTH - EUROMECH Fluid Mech.Conference 6. Abstracts. - Vol. I. - Stockholm: Royal Inst. Of Technology. - 2006. - P. 81.
40. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В. Волновые предвестники продольных структур на прямом и скользящем крыле // Материалы Международной юбилейной конференции УНелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентностьФ(1976-2006 гг.). - М.:
Ин-т мех. МГУ. - 2006.
41. Gorev V.N., Katasonov M.M., Kozlov V.V. Experimental research of forerunners of longitudinal structures on straight and swept wings in gradient flows // Int. Conf. on the Methods of Aerophisical Research: Proceedings.
Vol. I. - Novosibirsk, 2007. - P.105-110.
42. Gorev V.N., Katasonov M.M., Kozlov V.V.. Experimental investigations of forerunners at the fronts of localized disturbances of a straight wing boundary layer // Proceedings of the Fifth Int. Conf. on Fluid Mech. - Shanghai: - Tshinghua Univ. Press & Springer, 2007. - P. 173.
43. Gorev V.N., Katasonov M.M., Kozlov V.V. Wave Forerunners on Longitudinal Structures on Nonswept and Swept Wings // Proceedings of the 9th Asian Symposium on Visualization. - Hong Kong, 2007. - P. 239-240.
44. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В. Экспериментальное исследование предвестников локализованных возмущений в градиентном пограничном слое при повышенной степени турбулентности абегающеего потока // Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей: докл. Молодежной конф. Вып. ХI. - Новосибирск, 2008. - С. 92-95.
45. Gorev V.N., Katasonov M.M., Kozlov V.V. Experimental studies on the forerunners of localized boundary layer disturbances at a high turbulence level // Int. Conf. on the Methods of Aerophisical Research: Proceedings.
Part. I. - Novosibirsk, 2008. - P.150-151.
46. Katasonov M.M., Gorev V.N., Kozlov V.V.. Wave forerunners of localized structures on straight and swept wings at a high free stream turbulence level // 7th ERCOFTAC SIG 33 - FLUBIO Workshop УOpen Issues in Transition and Flow Control: Genova, Italy. - 2008.
47. Горев В.Н., Катасонов М.М., Козлов В.В. Экспериментальное исследование предвестников локализованных возмущений пограничного слоя при повышенной степени турбулентности набегающего потока на модели прямого и скользящего крыла // Тез. Докл. 7 Междунар. Конф.
"Авиация и космонавтика 2008": М., 2008 - С. 30-31.
Ответственный за выпуск М.М. Катасонов Подписано к печати Усл. печ. л 20, Уч.-изд. л. 20, Тираж 150, Заказ № Формат бумаги 6084/16, Отпечатано на ризографе ЗАО Доксервис 630090, Новосибирск-90, Институтская, 4/
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное