ПРИСТЕНОЧНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ ДАВЛЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ОБТЕКАТЕЛЯ В ФОРМЕ ПОЛУЭЛЛИПСОИДА И В ЕГО ОКРЕСТНОСТИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведены экспериментальные исследования полей пристеночных пульсаций давления на поверхности обтекателей и вокруг них в турбулентном пограничном слое. Обтекатели имели форму полуэллипсоида и устанавливались на стенке дозвуковой малошумной аэродинамической трубы. Их высота составляла 25% от толщины набегающего пограничного слоя. Посредством визуализации предельных линий тока определены основные физические особенности исследуемого течения. Проведено сопоставление поля пристеночных пульсаций давления с картиной течения. Показано, что наибольшие уровни пульсаций давления регистрируются на поверхности обтекателя в его носовой части. Установлено, что удлинение модели приводит к существенному снижению интенсивности пульсаций давления в области отрыва потока с поверхности обтекателя.

Об авторах

А. Ю. Голубев

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского

Email: alexeygolubev@yandex.ru
Россия, Москва

С. В. Кузнецов

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского

Автор, ответственный за переписку.
Email: international@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Farabee T.M., Casarella M.J. Measurements of Fluctuating Wall Pressure for Separated/Reattached Boundary Layer Flows // ASME J. Vib. Acoust. Stress Reliab. Des. 1986. V. 108. P. 301–307.
  2. Efimtsov B.M., Golubev A.Yu., Rizzi S.A., Andersson A.O., Rackl R.G., Andrianov E.V. Influence of small steps on wall pressure fluctuation spectra measured on Tu-144LL flying laboratory // AIAA paper 2002–2605.
  3. Власов Е.В., Гиневский А.С., Каравосов Р.К., Франкфурт М.О. Статистические характеристики пульсаций давления в зоне отрыва потока на пластине за интерцептором // Акуст. журн. 1979. Т. 25. № 3. С. 367–372.
  4. Awasthi M., Devenport W.J., Glegg S.A.L., Forest J.B. Pressure fluctuations produced by forward steps immersed in a turbulent boundary layer // J. Fluid Mech. 2014. V. 756. P. 384–421.
  5. Efimtsov B.M., Kozlov N.M., Kravchenko S.V. and Andersson A.O. Wall Pressure Fluctuation Spectra at Small Forward-Facing Steps // AIAA paper 99–1964. 1999.
  6. Efimtsov B.M., Kozlov N.M., Kravchenko S.V. and Andersson A.O. Wall Pressure Fluctuation Spectra at Small Backward-Facing Steps // AIAA paper 2000–2053. 2000.
  7. Leclercq D.J.J., Jacob M.C., Louisot A., Talotte C. Forward-Backward Facing Step Pair: Aerodynamic Flow, Wall Pressure and Acoustic Caracterisation // AIAA paper 2001–2249. 2001.
  8. Lee I., Sung H.J. Multiple-arrayed pressure measurement for investigation of the unsteady flow structure of a reattaching shear layer // J. Fluid Mech. 2002.V. 463. P. 377–402.
  9. Camussi R., Felli M., Pereira F., Aloisio G., Di Marco A. Statistical properties of wall pressure fluctuations over a forward-facing step // Phys. Fluids. 2008. V. 20. № 7. Paper 75113.
  10. Ji M., Wang M. Surface pressure fluctuations on steps immersed in turbulent boundary layers // J. Fluid Mech. 2012 V. 712. P. 471–504.
  11. Awasthi M., Devenport W.J., Alexander W.N., Glegg, S.A.L. Aeroacoustics of rounded forward-facing steps: near-field behavior // AIAA J. 2019. V. 57. № 3. P. 1237–1249.
  12. Golubev A., Kuznetsov S. Wall pressure fluctuations on the surface of sloped forward-facing steps // AIAA J. 2020. V. 58. № 10. P. 4595–4599.
  13. Kiya M., Sasaki K. Structure of a turbulent separation bubble // J. Fluid Mech. 1983. V. 137. P. 83–113.
  14. Pearson D.S., Goulart P.J., Ganapathisubramani B. Turbulent separation upstream of a forward-facing step // J. Fluid Mech. 2013. V. 724. P. 284–304.
  15. Graziani A., Kerherve F., Martinuzzi R.J., Keirsbulck L. Dynamics of the recirculating areas of a forward-facing step // Exp. Fluids. 2018. V. 59. № 154. P. 1–18.
  16. Fang V., Tachie M.F. Spatio-temporal dynamics of flow separation induced by a forward-facing step submerged in a thick turbulent boundary layer // J. Fluid Mech. 2020. V. 892. A40–1-30.
  17. Olcmen S.M., Simpson R.L. Influence of Wing Shapes on Surface Pressure Fluctuations at Wing-Body Junctions // AIAA J. 1994. V. 32. № 1. P. 6–15.
  18. Goody M.C., Simpson R.L. Surface Pressure Fluctuations Beneath Two- and Three-Dimensional Turbulent Boundary Layers // AIAA J. 2000. V. 38. № 10. P. 1822–1831.
  19. Голубев А.Ю., Потокин Г.А. Трехмерные поля пульсаций давления в окрестности консольных цилиндрических препятствий // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 6. С. 42–49.
  20. Awasthi M., Rowlands J., Moreau D.J., Doolan C.J. The Effect of Aspect Ratio on Wall Pressure Fluctuations at a Wing-Plate Junction // ASME J. Fluids Eng. 2020. V. 142. № 7. 11 p.
  21. Suzuki Y., Kiya M., Sampo T., Naka Y. Pressure Fluctuations on the Surface of a Hemisphere Immersed in a Thick Turbulent Boundary Layer // ASME J. Fluids Eng. 1987. V. 109. P. 130–135.
  22. Largeau J.F., Moriniere V. Wall pressure fluctuations and topology in separated flows over a forward-facing step // Exp. Fluids. 2007. V. 42. P. 21–40.
  23. Голубев А.Ю., Ефимцов Б.М. Особенности структуры полей пульсаций давления в окрестности выступов // Изв. РАН. МЖГ. 2015. Т. 50. № 1. С. 55–66.
  24. Кузнецов С.В., Голубев А.Ю. Влияние высоты выступа на пристеночные пульсации давления вблизи его боковой кромки в турбулентном пограничном слое // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 2. С. 207–215.
  25. Hao J., Wang M. Flow Noise from Swept Steps in Turbulent Boundary Layers // AIAA paper 2013–2248. 2013.
  26. Бибко В.Н., Голубев А.Ю. Основные закономерности влияния скоса потока на характеристики полей пульсаций давления перед прямым и за обратным уступом // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 5. С. 483–491.
  27. Голубев А.Ю., Кузнецов С.В. Особенности полей пульсаций давления на поверхности выступов // Изв. РАН. МЖГ. 2018. № 6. С. 67–75.
  28. Efimtsov B.M., Golubev A.Yu. Pressure Fluctuations on the Surface Surrounding Tall Protrusion into Flow // AIAA paper 2007–3413. 2007.
  29. Голубев А.Ю., Потокин Г.А. Пульсации давления на поверхности трехмерных выступающих тел // Изв. РАН. МЖГ. 2020. № 1. С. 57–63.
  30. Efimtsov B.M., Golubev A.Yu., Kuznetsov V.B., Rizzi S.A., Andersson A.O., Rackl R.G., Andrianov E.V. Effects of transducer flushness on measured surface pressure fluctuations in flight // AIAA paper 2005–800. 2005.
  31. Hu N., Erbig L. Effect of Sensor Mounting and Flow History on Measured Wall Pressure Spectra // AIAA J. 2020. V. 58. № 7. P. 1–11.
  32. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. 540 с.
  33. Cherry N.J., Hillier R., Latour M.E.M. Unsteady measurements in a separated and reattaching flow // J. Fluid Mech. 1984. V. 144. P. 13–46.

Дополнительные файлы


© А.Ю. Голубев, С.В. Кузнецов, 2023