Возбуждение одиночных волновых пакетов в сверхзвуковом пограничном слое
Скачать 44.97 Kb.
|
ВОЗБУЖДЕНИЕ ОДИНОЧНЫХ ВОЛНОВЫХ ПАКЕТОВ В СВЕРХЗВУКОВОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕА.А. Яцких1, Ю.Г. Ермолаев21Новосибирский государственный университет 630090, Новосибирск 2Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН 630090, Новосибирск В экспериментальных исследованиях устойчивости пограничных слоев часто используют различные методы введения искусственных возмущений в поток. Это позволяет изучить различные волновые параметры распространения и развития возмущений, таких как скорость, фаза, амплитуда и направление, что позволяет проверять, уточнять и развивать существующую теорию. К настоящему времени развито большое количество различных методов введения контролируемых возмущений в дозвуковой пограничный слой [1]. В исследованиях сжимаемых течений методы возбуждения контролируемых пульсаций также нашли широкое применение. Наиболее эффективным способом введения в сверхзвуковой пограничный слой вынужденных колебаний оказался тлеющий разряд, зажигающийся с большой частотой. Подтверждением этого могут служить экспериментальные работы по изучению линейного и слабонелинейного развития волн неустойчивости в сверхзвуковом пограничном слое [2, 3]. Яцких А.А., Ермолаев Ю.Г., 2014 Однако применение высокочастотных периодических контролируемых возмущений не позволяет изучать одиночные локализованные по пространству и времени возмущения (волновые пакеты), тогда как это представляет научный интерес. Недавние успехи в изучении поздних стадий перехода при малых дозвуковых скоростях связаны с развитием методики возбуждения волновых пакетов. Возбуждение локализованных возмущений позволило получить и подробно исследовать различные структуры. С помощью локализованных возмущений удалось ввести, например, локализованный пакет волн Т-Ш, «пафф»-структуры [4], одиночные лямбда структуры [5] и т.д. В исследованиях при гиперзвуковых скоростях метод одиночных волновых пакетов активно развивается. В работах американских исследователей [6] удалось ввести одиночные локализованные волновые пакеты и проследить за их эволюцией в пограничном слое сопла. Развиваясь вниз по потоку, волновые пакеты преобразовывались в одиночные турбулентные пятна. Данная работа посвящена разработке метода возбуждения одиночных волновых пакетов в сверхзвуковых пограничных слоях и изучение их развития. В  Рис. 1. Схема импульсного зажигания разряда. связи с успешным опытом использования тлеющего разряда для возбуждения высокочастотных контролируемых возмущений в сверхзвуковом пограничном слое была разработана схема импульсного зажигания тлеющего разряда. Принципиальная схема представлена на рис. 1. В схеме предусмотрена возможность изменения мощности разряда с помощью переменного сопротивления R. Создана схема синхронизации измерений термоанемометром с зажиганием разряда. В работе использовались две различных катушки зажигания. Первая являлась автомобильной катушкой зажигания заводской сборки с индуктивностями первичной обмотки 2 мГн и вторичной обмотки 16 Гн. Вторая катушка зажигания была намотана на тороидальном ферритовом стержне. Индуктивность первичной обмотки – 0,2 мГн, вторичной – 0,5 Гн. Э  Рис. 2. Источник контролируемых возмущений. 1 – электроды; 2 – изолятор. кспериментальные исследования развития волновых пакетов выполнены в сверхзвуковой малотурбулентной аэродинамической трубе Т-325 ИТПМ СО РАН. В качестве экспериментальной модели использовалась плоская стальная пластина с острой кромкой, установленной под нулевым углом атаки. Источником контролируемых одиночных возмущений являлся поверхностный разрядник, схема которого представлена на рис. 2. Источник состоит из цилиндрической вставки изолятора диаметром 8 мм и двух медных электродом диаметром 0.9 мм. Центры электродов располагались по линии, перпендикулярной передней кромки, на расстоянии 1.8 мм друг от друга. Минимальное межэлектродное расстояние составляло 0.9 мм. К электродам подводились импульсы высокого напряжения со схемы импульсного зажигания. а б   Рис. 3. Осциллограммы пульсаций разных значениях тока, введенных автомобильной катушкой (а) и тороидальной (б). Измерения возмущений в сверхзвуковом потоке выполнялись с помощью термоанемометра постоянного сопротивления (ТПС). Датчик термоанемометра изготавливался из вольфрамовой нити диаметром 10 мкм. Постоянная составляющая напряжения с выхода термоанемометра измерялась с помощью цифрового вольтметра. Пульсационный сигнал оцифровывался 12 разрядным АЦП с частотой дискретизации 1.25 МГц. Для выделения контролируемых возмущений из «естественного фона» использовалось синхронное осреднение сигнала по 320 реализациям. На рис. 2(а) и 2(б) показаны осциллограммы пульсаций, зарегистрированных при различных токах в первичной обмотке, для автомобильной и тороидальной катушки зажигания соответственно. Волновые пакеты имели разные временные и пространственные масштабы. Сила тока в первичной обмотке влияет на амплитуду вводимых возмущений. Созданная методика позволяет возбуждать одиночные волновые пакеты различной длительности и амплитуды в сверхзвуковом пограничном слое. Изучение развития волновых пакетов показало, что волновой пакет уширяется в трансверсальном направлении. Углы расплывания волновых пакетов, возбуждаемых с помощью различных катушек зажигания, значительно различаются. В случае автомобильной катушки полуугол уширения в поперечном направлении составляет примерно 10, тогда как в случае возбуждения тороидальной катушкой зажигания, полуугол равен приблизительно 5. При этом скорости распространения волновых пакетов различной длительности и амплитуды оказались близки. Скорость распространения заднего фронта одиночных возмущений составляет Vз.ф.»0.3¸0.4·V¥; центра пакета Vц.п.»0.6¸0.7·V¥; заднего фронта Vз.ф.»0.3¸0.4·V¥. Анализ показал, что в случае кратковременного зажигания тлеющего разряда спектральный состав волнового пакета более высокочастотный, чем в случае возбуждения возмущений более длительным разрядом. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | О возбуждении и развитии искусственных возмущений в пограничном слое... |  | Вычислительная технология изучения гетерогенных сред земной коры... ... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Откройте файл pencils fla из папки Lesson03. На нижнем заблокированном слое нарисованы рыба и три набора из правильных геометрических... | | Государственный комитет кыргызской республики по управлению государственным... Инвестиционном конкурсе по реализации государственных пакетов акций открытых акционерных обществ «Северэлектро», «Бишкектеплосеть»... |
| Курсовая работа на тему: Базовые технологии и проблемы реализации... Базовые технологии и проблемы реализации пакетов прикладных программ управления персоналом | | Экспериментальное исследование детонации в сверхзвуковом потоке реагирующей... Программа «Мы и окружающий мир» разработана в соответствии с психолого-педагогическими основами системы обучения, наце ленной на... |
| Тема: Наркомании и токсикомании. Инструкция для вопросов №№514 – 522 Выраженная тревога, бессонница и психомоторное возбуждение могут быть проявлением | | Темы рефератов Право и личность. Правомерное поведение, правонарушение... Стадии дисциплинарного производства. Возбуждение дела о дисциплинарном проступке |
| Исследование модели Фрелиха методом функциональных производных Иванов Анатолий Иванович, профессор, зав каф. Теоретической физики и волновых процессов | | Профессор каф. Теоретической физики и волновых процессов (фио, должность) Чувствительность нисходящих длинноволновых потоков радиации к континуальному поглощению паров воды |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Выполнение с помощью стеки узора или рисунка на тонком слое пластилина, нанесённого | | 1. Системы твердотельного трехмерного проектирования Инженер 2к., Жаринов Алексей Николаевич, кафедра общей физики и волновых процессов физического факультета мгу,, (495)939-53-09 |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Закрепление и совершенствование ведение мяча, бросков, передач в парных и одиночных действиях с мячом, формирование умения применять... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Продолжить работу по углублению представлений учащихся о почве как верхнем плодородном слое земли |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Мотивирование учащихся, сосредоточение внимания, осознание значимости предстоящей деятельности, возбуждение интереса к уроку | | Построение и исследование дискретной математической модели безынерционных... Специальность: 05. 13. 18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ |
