Объект исследования настоящей работы — сверхзвуковое течение
в плоском канале с внезапным односторонним расширением при на-
личии турбулентного пограничного слоя перед отрывом со ступеньки.
Основные задачи исследования:
— оценка возможности адаптации применяемого вычислительного
комплекса к расчету рассматриваемого вида отрывных течений путем
непосредственного сравнения результатов численного моделирования
и эксперимента;
— исследование закономерностей отрывного течения и теплообме-
на в изучаемых условиях.
Экспериментальная установка, методика измерений и условия
проведения эксперимента.
Эксперименты проводились в сверхзвуко-
вой аэродинамической трубе (МГТУ им. Н.Э. Баумана), которая явля-
ется установкой непрерывного действия закрытого типа. В ходе ис-
следования рабочая часть трубы модифицировалась в двух вариантах.
Для методических экспериментов по изучению теплоотдачи использо-
вался канал с плоскопараллельными стенками и поперечным сечением
180
×
60
мм на всем протяжении, начиная от среза плоского сопла Ла-
валя (рис. 1,
а
). Для исследования отрывного течения конфигурация
рабочей части изменялась: разгон потока до сверхзвуковых скоростей
осуществлялся в сопле с односторонним расширением, после чего
следовало ступенчатое увеличение вертикального размера канала до
значения
H
(рис. 1,
б
) с возможностью варьирования высоты уступа
h
S
(здесь и далее индекс “
S
” обозначает параметры перед отрывом
пограничного слоя от ступеньки). В двух случаях применялось соп-
ло, спрофилированное на число Маха M
= 3
,
0
в выходном сечении.
Особенность установки: расположение участка теплообмена длиной
Рис. 1. Схемы рабочей части аэродинамической трубы (протяженность адиабат-
ного участка указана, начиная от критического сечения сопла):
а
— плоскопараллельный канал;
б
— канал с уступом
68
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 1
