http://gordei.narod.ru	СТРАНИЦА БОРИСА ГОРДЕЙЧИКА
	СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ		BORIS GORDEICHIK HOMEPAGE
			LIST OF SCIENTIFIC WORKS

Традиционные Забабахинские научные чтения
Тезисы и доклады ЗНЧ-95
Октябрь 1995

http://delta.ch70.chel.su/ru.koi8/vniitf/events/1995/zab/tez73.txt

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТРЫВА ТОНКОГО НАГРЕТОГО СЛОЯ ПРИ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

Б.Н. Гордейчик, В.Н. Забавин, М.Д. Щербин
Центральный физико-технический институт Министерства Обороны Российской Федерации, г. Сергиев Посад-7

Рассмотрим невязкое течение с ударной волной, движущейся вдоль поверхности, к которой прилегает слой нагретого газа. Известно, что если температура слоя не слишком велика, то образуется стационарное течение с искривленным фронтом. Если же температура слоя превышает пороговую, то происходит глобальная перестройка течения: перед фронтом волны образуется предвестник, а в области взаимодействия формируется вихрь, отрывающий слой от поверхности, и течение становится нестационарным. В прикладных задачах размер возмущения может во много раз превысить толщину слоя. Такие задачи не поддаются прямому численному моделированию из-за ограниченности вычислительных ресурсов. В настоящей работе конструируются граничные условия для численного моделирования течений с отрывом нагретого слоя, причем толщина слоя предполагается малой по сравнению с размером счетной ячейки.

Предварительный анализ уравнений Эйлера показал, что хотя присутствие тонкого нагретого слоя не может изменить общие балансы массы, импульса и энергии в потоке, но оно изменяет скорость образования циркуляции, которая является интегральной характеристикой потока, причем это изменение в первом приближении не зависит от толщины слоя, а определяется температурой слоя и параметрами ударной волны. Возможен стационарный режим взаимодействия, когда вся образовавшаяся завихренность сносится вниз по потоку из области взаимодействия. Однако скорость уноса циркуляции не может превышать некоторой величины, зависящей от параметров ударной волны, в то время как скорость образования циркуляции может неограниченно возрастать при уменьшении плотности в нагретом слое. Поэтому если плотность в слое окажется меньше порогового значения, то генерируемая завихренность не сможет уноситься потоком из области взаимодействия и в результате формируется растущий вихрь, который вызывает отрыв слоя и образование предвестника.

Такое толкование явления дало возможность сконструировать граничные условия, имитирующие присутствие бесконечно тонкого нагретого слоя у поверхности. Тем самым удается избавиться от моделирования тонкого нагретого слоя в счетной области, сохранив при этом внутренний механизм взаимодействия - вихреобразование.

Таким образом, физический анализ задачи позволил выявить механизм взаимодействия ударной волны с тонким нагретым слоем и построить метод для численного моделирования этого явления.