Влияние сублимации материала поверхности на параметры сверхзвукового пограничного слоя

Проведено теоретическое исследование характеристик сверхзвукового пограничного слоя при числе Маха M = 2 в условиях сублимации материала поверхности плоской пластины, обтекаемой потоком воздуха. В качестве сублимирующего вещества принят нафталин (C₁₀H₈). Расчетами установлено, что с повышением температуры поверхности увеличивается масса испарения нафталина. При этом суммарный тепловой поток к твердой стенке уменьшается, а ее температура понижается в сравнении со случаем обтекания пластины без сублимации. Превышение в несколько раз молекулярного веса нафталина над молекулярным весом воздуха и понижение температуры поверхности в результате испарения материала стенки приводят к повышению плотности бинарной смеси (воздух плюс пары сублимирующего вещества вблизи стенки), что может привести к повышению устойчивости сверхзвукового пограничного слоя и к затягиванию его перехода в турбулентное состояние.

Ключевые слова:
сверхзвуковой пограничный слой, ламинарно-турбулентный переход, бинарная газовая смесь, сублимация
Благодарности:
Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013–2020 годы (проект АААА-А17-117030610125-7, № 0323-2018-0009) и при финансовой поддержке РФФИ (проект № 18-01-00070-а)
УДК 532.526

Влияние сублимации материала поверхности на параметры сверхзвукового пограничного слоя