Струйно-перфорированные границы как эффективный способ уменьшения индукции границ при испытании модели профиля в трансзвуковой аэродинамической трубе

DOI: 10.34759/vst-2021-4-28-38

Авторы

Волкова А. О.

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

e-mail: a.volkova.mipt@gmail.com

Аннотация

Предложен новый метод уменьшения влияния стенок рабочей части аэродинамической трубы — струйно-перфорированные границы, которые представляют собой комбинацию перфорированных панелей и управляемого пограничного слоя. Исследование данной концепции проводилось с использованием классической тестовой модели профиля МАСА-0012 в трансзвуковой аэродинамической трубе ЦАГИ Т-112. Для получения характеристик модели при обтекании безграничным потоком проведено численное моделирование. Анализ результатов позволил сделать ряд принципиальных выводов о возможности уменьшения влияния стенок и выбрать комбинации параметров струйно-перфорированных границ, при которых индукция границ минимальна.

Ключевые слова:

аэродинамическая труба (АДТ), индукция границ потока, пограничный слой, вычислительная гидродинамика (СЕО)

Библиографический список

1. Пэнкхерст Р., Холдер Д. Техника эксперимента в аэродинамических трубах / Пер. с англ. Под ред. С. Г. Попова. —М.: Изд-во иностранной литературы, 1955. — 668 с.
2. Mokry M., Khalid M. Wind study of transonic wall interference in two-dimensional wind tunnels with ventilated walls // 21st Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference (19-22 June 2000; Denver, CO, USA). DOI: 10.2514/6.2000-2375
3. Pindzola M., Lo C.F. Boundary interference at subsonic speeds in wind tunnels with ventilated walls. AEDC-TR-69-47. — 1969. DOI: 10.21236/ad0704123
4. Гальперин В.Г., Горский И.П., Ковалев А.П., Христианович С.А. Физические основы околозвуковой аэродинамики // Ученые записки ЦАГИ. 1974. Т. V. № 5. С. 1-29.
5. Grunnet J.L. Transonic wind tunnel wall interference minimization // Journal Aircraft. 1984. Vol. 21. No. 9. DOI: 10.2514/3.45016
6. Иванов А.И. Экспериментальное исследование течения газа вблизи перфорированных стенок трансзвуковой аэродинамической трубы // Ученые записки ЦАГИ. 1987. Т. XVIII. № 3. С. 131-135.
7. Фонарев А.С. Исследование влияния проницаемых стенок трансзвуковой аэродинамической трубы при обтекании профиля // Труды ЦАГИ. Вып. 2028. — М.: Издательский отдел ЦАГИ, 1980. — 119 с.
8. Третьякова И.В., Фонарев А.С. Влияние проницаемых границ трансзвукового потока на обтекание тел вращения // Ученые записки ЦАГИ. 1978. Т. IX. № 6. С. 17-27.
9. Biryukov V.I., Glazkov S.A., Gorbushin A.R., Ivanov A.I., Semenov A.V. Experimental Investigation of the Effect of Nozzle Shape and Test Section Perforation on the Stationary and Non-stationary Characteristics of Flow Field in the Large Transonic TsAGI T-128 Wind Tunnel // The Aeronautical Journal. 2005. Vol. 109. No. 1092, pp. 75-82. DOI: 10.1017/S0001924000000579
10. Glazkov S.A., Gorbushin A.R., Ivanov A.I. et al. Numerical and Experimental Investigation of Slot Flow with Respect to Wind Tunnel Wall Interference Assessment // 24th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference (28 June — 01 July 2004; Portland, Oregon). DOI: 10.2514/6.2004-2308
11. Нейланд В.М. Дозвуковые и трансзвуковые течения газа в адаптивных границах: Дисс. ... докт. физ.-мат. наук. — М.: ЦАГИ, 1989. — 280 с.
12. Нейланд В.М., Гурушкин А.М., Сидельников Г.Е. Экспериментальное исследование струйных границ потока при трансзвуковых скоростях // Труды ЦАГИ. Вып. 1988. — М.: Издательский отдел ЦАГИ, 1979. — 159 с.
13. Ivanov A.I., Streltsov E.V. Controlled boundary layer on the solid walls of wind tunnels: new approach to the boundary interference problem // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences ICAS’2014 (7-12 September 2014; St. Petersburg, Russia). Vol. 2, pp. 1288-1296.
14. Ivanov A.I., Kursakov I.A., Streltsov E.V. Application of the Controlled Boundary Layer Concept for the Wall Interference Reduction // XVIII International conference on the methods of aerophysical research ICMAR’2016 (27 June — 3 July 2016, Perm, Russia). DOI: 10.1063/1.4963956
15. Волкова А.О., Иванов А.И., Стрельцов Е.В. Применение комбинированных струйно-перфорированных границ для решения проблемы влияния стенок рабочей части в трансзвуковой аэродинамической трубе // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 3. С. 37-48. DOI: 10.34759/vst-2020-3-37-48
16. Аэродинамическая труба Т-112, http://www.tsagi.ru/experimental_base/aerodinamicheskaya-truba-t-112/
17. Kohnke P.C. (ed) ANSYS Theory Reference: Release 5.6. — Ansys, Inc., 1999. — 1286 p.
18. Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applicatio ns // AIAA Journal. 1994. Vol. 32. No. 8, pp. 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149
19. Douvi C.E., Tsavalos I.A., Margaris P.D. Evaluation of the turbulence models for the simulation of the flow over a National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) 0012 airfoil // Journal of Mechanical Engineering Research. 2012. Vol. 4(3), pp. 100-111. DOI: 10.5897/JMER11.074
20. Green L.L., Newman P.A. Wall-Interference Assessment and Corrections for Transonic NACA 0012 Airfoil Data from various wind tunnels. NASA Technical Paper 3070. 1991.