The article is devoted to numerical study of separation of turbulent boundary layer from nozzle wall for supersonic viscous flow. Interaction of shock wave with boundary layer is studied mainly for internal flows. Flow in plane, cone and profiled axisymmetric nozzles is considered. Detailed study of flow structure and some its parts (separation, mixing, reattachment, recirculation flow) is performed. Space-time correlations between flow parameters in different flow zones are investigated. Conditions of realization of restricted and free shock separation in profiled nozzles, hysteresis of separation type during increasing or decreasing entrance pressure, possibilities of control of separation type and location of separation point are studied. Numerical simulation of turbulent flows in dual bell nozzles is considered for wide external pressure range.
shock wave, numerical modeling, boundary layer flow in nozzles, turbulent flow
Работа посвящена численному исследованию явления отрыва турбулентного пограничного слоя от стенки канала (сопла) при сверхзвуковом течении вязкого газа. Основное внимание уделяется проблеме взаимодействия ударной волны с пограничным слоем в условиях внутреннего турбулентного течения. Рассматриваются течения в плоских, конических и круглых профилированных соплах. Проведено детальное изучение структур потоков, исследование отдельных их элементов (отрыв, смешение, присоединение, возвратное течение), исследованы пространственно-временные взаимосвязи между параметрами течения в различных частях потока. Конкретные исследования посвящены изучению условий реализации ограниченного и неограниченного отрыва в профилированных соплах, гистерезису при смене типа отрыва на этапах повышения и снижения давления на входе в сопло, возможности управления типом отрыва и положением точки отрыва. Особое внимание уделено численному моделированию течений в соплах с двойным контуром при изменении в широком диапазоне внешнего противодавления.
ударная волна, численное моделирование, пограничный слой, течения в соплах, турбулентное течение