Спонтанное излучение акустических волн неустойчивостью гиперзвукового пограничного слоя

15 Ноября 2016

Авторы: Федоров Александр Витальевич (МФТИ), Чувахов Павел Владимирович (ЦАГИ)

Докладчик: Федоров Александр Витальевич (МФТИ) , fedorov@falt.ru

Тезисы доклада "Спонтанное излучение акустических волн неустойчивостью гиперзвукового пограничного слоя "

При низких уровнях возмущений набегающего потока и возмущений, индуцированных стенкой, ламинарно-турбулентный переход обусловлен возбуждением и нарастанием неустойчивых мод пограничного слоя (первой и второй мод Мэка, неустойчивостью поперечного течения и т.п.). Для типичных условий гиперзвукового полета температура обтекаемой поверхности много меньше температуры торможения. В докладе обсуждаются новые свойства, которые проявляет неустойчивость гиперзвукового пограничного слоя на таких режимах. С помощью линейной теории устойчивости показано, что вторая мода может излучать акустические волны во внешний поток. Этот эффект, который называется спонтанным излучением звука, обусловлен синхронизацией второй моды с медленными акустическими волнами непрерывного спектра. Теоретические результаты подтверждаются прямым численным моделированием волновых поездов (рис. 1) и волновых пакетов (рис. 2), распространяющихся в пограничном слое на пластине при числе Маха набегающего потока 6 и относительной температуре стенки T_w/T_e=0.5 . Неоднородное распределение компонентов волнового пакета приводит к сложной структуре внешнего акустического поля. Спонтанное излучение, в свою очередь, существенно влияет на развитие волнового пакета, вызывая его продольное растяжение, модуляцию и стабилизацию. Предполагается, что этот эффект может влиять на развитие неустойчивости и, как следствие, на начало ламинарно-турбулентного перехода.