Численное моделирование восприимчивости гиперзвуковых пограничных слоев

В работе с помощью метода численного моделирования исследована восприимчивость и устойчивость гиперзвукового пограничного слоя. Сначала вычисляется стационарное решение уравнений Навье-Стокса, которое удовлетворяет невозмущенным граничным условиям в набегающем потоке, чтобы получить среднее ламинарное течение. Для исследования восприимчивости и устойчивости вводятся начальные возмущения посредством граничных условий.
Проведено двумерное численное моделирование восприимчивости к акустическим возмущениям, падающим на плоскую пластину с острой передней кромкой при числе Маха 6 набегающего потока. Рассмотрены различные углы наклона быстрой и медленной акустических волн. Результаты численного моделирования сравниваются с теоретической моделью восприимчивости около передней кромки, объединенной с двухмодовым приближением развития возмущений в пограничным слое.
Также исследована восприимчивость пограничного слоя на пластине к вихревым и энтропийным волнам. Показано, что наличие головного скачка ведет к изменению механизма восприимчивости. Рассмотрено развитие возмущений, вызванных энтропийными пятнами, которые вводятся за скачком уплотнения. Результаты численного моделирования сравниваются с разработанной теорией.
Проведено аналогичное численное моделирование развития возмущений в сверхзвуковом пограничном слое на остром конусе при параметрах потока, соответствующих экспериментам в аэродинамической трубе Т-326 ИТПМ СО РАН при числе Маха 5.95. Результаты расчетов сравниваются с результатами экспериментов.
Для затягивания ламинарно-турбулентного перехода в гиперзвуковом пограничном слое предлагается использовать концепцию пористых покрытий, поглощающих высокочастотные волны. Численное моделирование показывает, что на пластине и конусе пористое покрытие приводит к уменьшению возмущений.