СТАБИЛИЗАЦИЯ СВЕРХЗВУКОВОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ В МОЛЕКУЛЯРНОМ ГАЗЕ ЛОКАЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ МОДЫ

На основе двухтемпературной модели одномодового колебательно возбужденного газа исследовано влияние локального подвода энергии на устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на пластине в воздухе с числом Маха M = 4.5. Источник с гауссовым профилем мощности малой дисперсии располагался у верхней границы пограничного слоя. Моделировался реальный процесс накачки колебательной моды лазерным излучением, при котором часть энергии переходит непосредственно в тепло. Показано, что происходит нагрев большей части слоя, температура которой монотонно возрастает с увеличением доли энергии, переходящей непосредственно в тепло. Одновременно возрастают критические числа Рейнольдса Re_δcr, которые во всех случаях превышают соответствующие значения для совершенного газа без подвода энергии. Сделан вывод, что стабилизирующее действие источника осуществляется через нагрев верхней и средней частей слоя, приводящий к понижению эффективного числа Рейнольдса потока. Выполнено сравнение критических чисел Рейнольдса Re_δcr и чисел Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода Re_δcr при накачке колебательной моды с охлаждением стенки вплоть до температуры T_w = T_∞ , где T_∞ — температура набегающего потока. Полученные данные позволяют заключить, что сравниваемые методы вполне конкурентны.

линейная устойчивость, локальный источник энергии, колебательная мода, критическое число Рейнольдса, охлаждение стенки