Устойчивость и трехволновое взаимодействие возмущений в сверхзвуковом пограничном слое с охлаждением

В линейном и нелинейном приближении (слабонелинейная теория устойчивости) рассмотрено взаимодействие возмущений в пограничном слое сжимаемого газа при охлаждении поверхности. Рассмотрены режимы умеренных (число Маха М = 2) и высоких (М = 5,35) сверхзвуковых скоростей. Установлено, что охлаждение поверхности приводит к значительному изменению линейной эволюции возмущений: вихревые возмущения первой моды стабилизируются, а акустические возмущения второй моды дестабилизируются, степень изменения определяется степенью изменения температурного фактора. Нелинейное взаимодействие в трехволновых системах на высоких (М = 5,35) сверхзвуковых режимах в пограничном слое сжимаемого газа осуществляется между волнами разной природы (акустическими и вихревыми) в режиме параметрического резонанса. Волной накачки выступает плоская акустическая волна, которая возбуждает трехмерные субгармонические компоненты вихревой природы. В то же время подобные взаимодействия для вихревых волн при М = 2 значительно ослабевают. Можно ожидать, что охлаждение поверхности приведет к затягиванию ламинарного режима при М = 2 и ускорению турбулизации при М = 5,35.

Ключевые слова:
сверхзвуковой пограничный слой, гидродинамическая устойчивость, ламинарно-турбулентный переход
Источник финансирования:
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-01-00038а)
УДК 532.526

Устойчивость и трехволновое взаимодействие возмущений в сверхзвуковом пограничном слое с охлаждением