Рис. 4. Расчетные поля газодинамических параметров в ступенчатом канале
(модель турбулентности
k
−
ε
,
q
c
= 0
):
а
— изомахи при значениях числа Маха 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,2;
б
— изобары при значениях давления 4. . . 24 кПа с шагом 2;
в
— изотермы при зна-
чениях температуры 100; 110; 120; 130; 150; 200; 250; 300; 350; 400 K;
г
— линии тока
разрежения, дозвуковую возвратно-циркуляционную донную область
со слабым изменением параметров, а также слой смешения со зна-
чительным градиентом скорости, зарождающийся на кромке уступа и
присоединяющийся за ним в волнах сжатия, переходящих в криволи-
нейный косой скачок уплотнения. Аналогичная картина наблюдалась
и на интерферограммах поля течения, полученных в физическом экс-
перименте. Анализ картин линий тока и векторных полей скорости по-
зволил сделать следующий вывод: положение точки
R
присоединения
разделяющей линии тока (РЛТ), разграничивающей области прямого
и возвратного течений, соответствует координате
x/h
S
≈
3
,
5
(здесь
и далее координата
x
отсчитывается от торцевой поверхности уступа
вдоль стенки и вниз по потоку).
Численные исследования показали, что варьирование рассматри-
ваемых моделей турбулентности незначительно влияет на результаты
расчета газодинамической структуры течения, размеров и конфигура-
ции зон отрыва, распределения давления на поверхности. Для примера
на рис. 5 приведено сравнение расчетных и экспериментальных рас-
пределений давления на стенке за уступом в адиабатных условиях (
p
S
— давление на стенке перед отрывом).
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 1
73
