Рассмотрена важная проблема возникновения низкочастотных колебаний в отрывных течениях, связанных с донным давлением. Определена актуальность поставленной задачи, которая встает у проектировщиков сложных технических устройств: сопловых блоков, эжекторов, камер сгорания со сверхзвуковым горением, фронтовых устройств гиперзвуковых летательных аппаратов, детонационных двигателей, внутренних отсеков вооруженных летательных аппаратов, форсажных камер двигателей со сверхзвуковым горением. Кратко изложены основные сведения о механизме и характере низкочастотных колебаний. Показана связь колебаний с понятием дисбаланса расходов масс газа, эжектируемых из донного объема и втекающих в него из области взаимодействия потока со стенкой канала. Приведены результаты теоретического исследования трех видов низкочастотных колебаний, следующих друг за другом по мере повышения полного давления перед соплом. Получены результаты вычислительного эксперимента, подтверждающие основные выводы о природе и механизме колебаний, сделанные ранее на основе экспериментальных исследований.
Considered an important issue of low-frequency fluctuations in separated flows associated with the base pressure. The relevance of the task, which set to the designers of complex technical devices, such as nozzle unit, ejectors, combustion chambers with a supersonic combustion, front device hypersonic aircraft, detonation engines, internal weapons bays of aircraft engines with afterburners supersonic combustion was determined. Summarizes the key information about the mechanism and nature of the low-frequency vibrations. The relationship with the concept of oscillation of mass imbalance cost of gas ejected from the bottom and the volume flowing into it from the interaction of the flow channel wall. The results of theoretical investigations of the three types of low-frequency oscillations, following each other with increasing total pressure before the nozzle. The results of numerical experiments, confirming the main conclusions of the nature and mechanism of oscillations, which were previously made on the basis of experimental studies, were obtained.
1. Булат П.В., Засухин О.Н., Усков В.Н. О классификации режимов течения в канале с внезапным расширением // Теплофизика и Аэромеханика. – 2012. – № 2. – С. 209–222.
2. Булат П.В., Засухин О.Н., Продан Н.В. История экспериментальных исследований донного давления // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 12 (часть 3). – С. 670–674.
3. Булат П.В., Засухин О.Н., Продан Н.В. Колебания донного давления // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 3. – С. 204–207.
4. Булат П.В., Засухин О.Н., Продан Н.В. Особенности применения моделей турбулентности при расчете течений в сверхзвуковых трактах перспективных воздушно-реактивных двигателей // Двигатель. – 2012. – № 1. – С. 20–23.
5. Булат П.В., Засухин О.Н., Усков В.Н. Газодинамика и акустика сверхзвуковых струй, истекающих в канал с внезапным расширением // Современные проблемы неравновесной газодинамики. – БГТУ, 2002. – С. 136–158.
6. Булат П.В., Засухин О.Н., Усков В.Н. О дополнении классификации режимов течения с внезапным расширением и природе случайных колебаний струи в канале // Тезисы докладов XX Международного семинара по струйным, отрывным и нестационарным течениям. – СПб.: ИПЦ СПбГУТД, 2004. – С. 37.
7. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Турбулентные отрывные течения. – М.: Наука, 1979. – 368 с.
8. Снегирёв А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: учеб. пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 143 с.
9. Anderson J.S., Jungowski W.M., Hiller W.J., Meier G.E.A. Flow oscillation in a duct with a restangular cross-section // of Fluid Mechanics. – 1977. – 79, Pt 4. – P. 769–784.
10. Anderson J.S., Jungowski W.M., Hiller W.J., Veier G.E.A. Strommungsswingungen in Grabitz G. Model calculations of selfexcited oscillations in transonic flow in a duct with an abrupt enlargement. Lect. Notes Phys. – 1979. – № 90. – P. 268–273.
11. Jungowski W.M. Investigation of flow pattern, boundary conditions and oscillation mechanism in a compressible flow through sudden enlargement of a duct // Warsaw, Tech, Only. Publ. – 1968. – № 3. – Р. 79.
12. Jungowski W.M. On the pressure oscillating in a sudden enlargement of a duct section // Fluid Dynamics Transaction. – 1967. – № 1. – P. 735–741.