1
УДК 51-71:74
О задаче течения в донной области сверхзвуковых тел
© Н.М. Гордеева
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Представлены результаты исследования динамики движения и переноса энергии
при сверхзвуковом течении в донной области. Показано, что течение в донной об-
ласти существенно зависит от структуры пограничного слоя на участке между
задней кромкой и точкой прилипания на осевой линии, в которой сходится погра-
ничный слой, оторвавшийся от задней кромки. Исследовано влияние массоподвода
газа в донную область с поверхности тела и дна и теплообмена в донной области.
Получено решение задачи о ближнем следе за осесимметричным телом без учета
рециркуляции на ограниченном расстоянии от кормовой части.
Ключевые слова:
донная область, давление, пограничный слой, число Маха, сверх-
звуковая скорость, циркуляционное течение, скачок уплотнения.
Введение.
Исследования ламинарного течения в донной области
за телами, летящими со сверхзвуковой скоростью, были начаты мно-
го лет назад — вначале с целью определить давление в донной обла-
сти [1–3]. В последние годы эта задача снова привлекла внимание в
связи с необходимостью вычислить параметры следа вниз по потоку
от донной области. В частности, в случае тонких тел, около которых
поток относительно холодный, результаты расчетов следа вниз по по-
току от донной области значительно зависят от начальных условий
[4–6]. Как видно на рис. 1, внешнее сверхзвуковое течение отделено от
ядра течения с относительно низкой скоростью внутри донной обла-
сти свободным струйным пограничным слоем
2
, причем начальная
толщина и структура этого слоя зависят от характера пограничного
слоя, наросшего на теле. Разделяющая линия тока
(
)
DSL
начинается
в точке отрыва и является внутренней границей течения, возникшего
выше по потоку (из наросшего на теле пограничного слоя). Критиче-
ская линия тока
( )
SSL
отделяет течение, которое проходит дальше
вниз по потоку сквозь «горло» следа, от течения, которое поворачи-
вает обратно и циркулирует в донной области. При отсутствии вдува
газа в донную область линии
DSL
и
SSL
совпадают; при наличии
вдува в донную область расход газа между линиями
DSL
и
SSL
со-
ответствует расходу вдуваемого газа.
Анализ течения в донной области существенно упрощается, если
использовать модель течения, предложенную Чэпменом [1–4], по-
скольку эта модель позволяет разделить всю область донного течения