Прямое численное моделирование ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях потока на супер-ЭВМ

Предлагается метод прямого численного моделирования нестационарных трехмерных возмущений, приводящих к ламинарно-турбулентному переходу при гиперзвуковых скоростях потока. Моделирование выполнено с помощью решения полных трехмерных нестационарных уравнений Навье–Стокса. Методика расчетов, ориентированная на применение многопроцессорных супер-ЭВМ, основана на полностью неявной монотонной схеме аппроксимации и методе Ньютона–Рафсона решения системы нелинейных разностных уравнений. С помощью данного метода исследовано развитие трехмерных неустойчивых возмущений в пограничном слое на плоской пластине и в пристеночном течении в угле сжатия при числе Маха набегающего потока M = 5.37 на ранних стадиях ламинарно-турбулентного перехода. С помощью визуализации поля трехмерных возмущений выявляются и обсуждаются особенности развития неустойчивости на линейной и нелинейной стадиях. Распределения коэффициентов вязкого трения на поверхности позволяют выделить ламинарный и переходный режим обтекания, и говорить о начале ламинарно-турбулентного перехода. Библ. 29. Фиг. 18.