- PII
- 10.31857/S0032823524060089-1
- DOI
- 10.31857/S0032823524060089
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 88 / Issue number 6
- Pages
- 931-943
- Abstract
- Effect of local supply of vibrational energy on the stability of a supersonic boundary layer on a plate is studied on the base of two-temperature system of equations for a single-mode vibrationally excited gas. The flight conditions in the atmosphere at an altitude of H = 15 km with a Mach number M = 4.5 were considered. It is shown that a source with a Gaussian power low dispersion profile located near the plate increases the temperature on the plate. When the source is localized at the upper boundary of the boundary layer, a significant area of the flow is heated. For two positions of the local source, neutral curves of two-dimensional temporal disturbances for the I and II Mack modes, as well as their increase increments, are calculated. Data on critical Reynolds numbers Reδ,cr and increment amplitudes were compared with similar data for a perfect gas without a source. It is shown that the source near the plate reduces the stability of the layer, and in the upper position, on the contrary, increases the stability compared to the reference case. The displacement of the laminar-turbulent transition zone under the action of vibrational energy source was estimated using the eN-method. For the upper position of the source, the shift of the beginning of the laminar-turbulent transition zone was 35%. The calculation results allow us to conclude that the local input of vibrational energy can become an effective method for controlling the stability of a supersonic boundary layer.
- Keywords
- пограничный слой устойчивость управление активные методы источник подвод энергии
- Date of publication
- 01.06.2024
- Year of publication
- 2024
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 26
References
- 1. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. 711 с.
- 2. Гапонов С.А., Ермолаев Ю.Г., Зубков Н.Н. и др. Исследование влияния вдува тяжелого газа в сверхзвуковой пограничный слой на его ламинарно-турбулентный переход // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 6. С. 61–69.
- 3. Abdullaev A, Kotvitskii A, Moralev I, Ustinov M. On the possibility of cross–flow vortex cancellation by plasma actuators // Aerospace. 2023. V. 10. № 5. P. 469.
- 4. Молевич Н.Е. Асимптотический анализ устойчивости плоскопараллельного пограничного слоя сжимаемого релаксирующего газа // Изв. РАН. МЖГ. 1999. № 5. С. 82–88
- 5. Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. Асимптотическая оценка устойчивости сверхзвукового пограничного слоя в колебательно возбужденном газе на пластине // ПММ. 2019. Т. 83. Вып. 5–6. С. 749–769.
- 6. Гапонов С.А. Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя при подводе тепла в его узкую полосу // Теплофиз. и аэромех. 2021. Т. 28. № 3. С. 351–360.
- 7. Мануйлович С.В., Устинов М.В. Влияние подвода тепла на устойчивость поперечного течения в пространственном пограничном слое // Изв. РАН. МЖГ. 2014. № 5. С. 45–51.
- 8. Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. Линейная устойчивость сверхзвукового пограничного слоя релаксирующего газа на пластине // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 3. С. 3–15.
- 9. Vincenti W.G., Kruger C.H. Introduction to Physical Gas Dynamics. Malabar: Krieger, 1986. 538 p.
- 10. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. и др. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Т. III. М.: ВИНИТИ АН СССР, 1973. 624 с.
- 11. Ферцигер Дж., Капер Г.К. Математическая теория процессов переноса в газах. М.: Мир, 1976. 555 с.
- 12. Monchik L, Yun K.S., Mason E.A. Relaxation effects in transport properties of a sough spheres // J. Chem. Phys. 1963. V. 38. P. 1282–1287.
- 13. Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. Влияние колебательного возбуждения газа на положение зоны ламинарно-турбулентного перехода на пластине // ПМТФ. 2021. Т. 62. № 1. С. 14–21.
- 14. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.;Л.: ГИТТЛ, 1950. 676 с.
- 15. Григорьев Ю.Н., Горобчук А.Г., Ершов И.В. Модель пограничного слоя колебательно–возбужденного диссоциирующего газа // Теплофиз. и аэромех. 2021. Т. 28. № 5. С. 667–689.
- 16. Таблицы физических величин: Справочник / под ред. Кикоина И.К. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
- 17. Енохович А.С. Справочник по физике. М.: Просвещение, 1990. 384 с.
- 18. Григорьев Ю.Н., Горобчук А.Г., Ершов И.В. Расчеты сверхзвукового пограничного слоя в полной и локально автомодельной постановках // Вычисл. технол. 2020. Т. 25. № 2. С. 50–62.
- 19. Mack L.M. Boundary Layer Stability Theory. JPL Technical Rep., Document 900–277. Pasadena: California Inst. Technology, 1969. 272 p.
- 20. Mack L.M. A numerical method for the prediction of high-speed boundary–layer transition using linear theory // Aerodyn. Anal. Requiring Advanced Comput. Pt.I. Washington: NASA, 1975. P. 101–123.
