Газы и жидкости

Численное исследование влияния тангенциальной инжекции гелия на линейную устойчивость сжимаемого пограничного слоя на плоской пластине

И. С. Матвеев, С. О. Морозов, С. В. Лукашевич, А. Н. Шиплюк

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия

Аннотация: Проведено численное исследование влияния тангенциальной инжекции гелия на развитие возмущений в сжимаемом пограничном слое. Рассмотрены различные конфигурации одиночного канала для инжекции. Расчеты пограничного слоя выполнены в рамках уравнений Навье–Стокса в двумерной плоской постановке для сжимаемых течений. Расчеты устойчивости пограничного слоя проведены в рамках линейной теории устойчивости в локально-параллельном приближении с учетом бинарной смеси газов. Показано, что независимо от конфигурации одиночного канала введение гелия в пограничный слой стабилизирует возмущения второй моды и дестабилизирует возмущения первой моды в области, близкой к месту инжекции, однако на достаточном удалении от места инжекции газа степени роста двумерных возмущений первой и второй мод Мэка меньше, чем в случае без инжекции. Также показано, что при неизменном массовом расходе геометрия канала в основном влияет на устойчивость пограничного слоя только в области инжекции гелия. Увеличение высоты канала приводит к увеличению степеней роста двумерных возмущений второй моды и уменьшению степеней роста двумерных возмущений первой моды.

Ключевые слова: пограничный слой, линейная теория устойчивости, первая мода Мэка, вторая мода Мэка, стабилизация пограничного слоя.

Поступила в редакцию: 12.12.2024
Исправленный вариант: 24.03.2025
Принята в печать: 24.03.2025

DOI: 10.61011/JTF.2025.07.60647.456-24

Реферативные базы данных:

•