itam_dmitryk_201803.pdf

• Хотяновский Дмитрий Владимирович, к.ф.-м.н., с.н.с. ИТПМ СО РАН.
• Кудрявцев Алексей Николаевич, д.ф.-м.н., с.н.с. ИТПМ СО РАН.

С помощью прямого численного моделирования на основе решения трехмерных нестационарных уравнений Навье-Стокса сжимаемого газа проводится исследование механизмов перехода к турбулентности в пограничном слое на плоской пластине при сверхзвуковых (число Маха М=2) и гиперзвуковых (М=6) скоростях потока. При M = 2 в численном моделировании реализован сценарий перехода, в соответствии с которым в результате нелинейной эволюции двух симметричных волн неустойчивости формируются удлиненные вихревые структуры и на некотором расстоянии происходит быстрый рост трехмерных мелкомасштабных пульсаций, а также переход к турбулентности. Определенное в расчетах положение точки перехода хорошо согласуется с положением этой точки, зафиксированным в эксперименте. При M = 6 двумерные возмущения второй моды являются доминирующими на начальном этапе развития неустойчивости. Ниже по потоку, существенное влияние приобретают нарастающие трехмерные возмущения, которые приводят к быстрому росту мелкомасштабных пульсаций и, в конечном итоге, к ламинарно-турбулентному переходу.

• Грант РНФ №14-11-00490 «Влияние шероховатости на ламинарно-турбулентный переход в гиперзвуковом пограничном слое на затупленных телах», рук. А.А. Маслов, 2014-2016, 2017-2018.

1. A. N. Kudryavtsev, D. V. Khotyanovsky. Direct numerical simulation of transition to turbulence in a supersonic boundary layer // Thermophysics and Aeromechanics, 2015, Vol. 22, No. 5, pp. 559–568.
   • doi:10.1134/S0869864315050042.
   • Импакт-фактор журнала JCR 2016 = 0.747.
2. D. V. Khotyanovsky, A. N. Kudryavtsev. Numerical simulation of the evolution of unstable disturbances of various modes and initial stages of the laminar-turbulent transition in the boundary layer at the freestream Mach number M = 6 // Thermophysics and Aeromechanics, 2016, Vol. 23, No. 6, pp. 809–818.
   • doi:10.1134/S0869864316060032.
   • Импакт-фактор журнала JCR 2016 = 0.747.
3. D. V. Khotyanovsky, A. N. Kudryavtsev. Direct numerical simulation of the transition to turbulence in a supersonic boundary layer on smooth and rough surfaces // J. Applied Mech. Tech. Phys., 2017, Vol. 58, No. 5, pp. 826–836.
   • doi:10.1134/S002189441705008X.
   • Импакт-фактор журнала JCR 2016 = 0.396