Что является основной причиной разделения, вызванного ударом (ударный срыв)?

В приведенной выше ссылке на видео, описывающей волны Прандтля Мейера, лектор заявил (в 22:40) очень важный факт, на котором он основывал свою первую половину лекции. «Волны Маха (линии Маха) отклоняют поток на бесконечно малый угол».

Теперь давайте посмотрим на поток над аэродинамическим профилем. Сначала поток над верхней поверхностью будет разгоняться до сверхзвуковых скоростей (и выше), пока не достигнет точки (примерно) максимального изгиба. Из-за ускорения линии Маха будут расходиться и ударной волны естественно не образуется. Но, после точки максимального изгиба, где будет введен неблагоприятный градиент давления и замедлит воздушный поток, линии Маха начнут сходиться (срастаться). Как только они это сделают, ударная волна сформируется над аэродинамическим профилем (рисунок ниже). Если самолет будет продолжать разгоняться, линии Маха будут пересекаться друг с другом все ниже и ниже к аэродинамическому профилю, вызывая ударную волну вниз, пока она не встретится с планером (это предложение является моим предположением, и я хотел бы подтвердить его правильность). В этот момент (как только он коснется планера) пограничный слой всегда будет отделяться и вызывать срыв удара (также мое предположение, будет ли это происходить всегда?). Мой вопрос:

Вызван ли отрыв пограничного слоя экстремальным мгновенным повышением давления на поверхности профиля или схождением линий Маха и отклонением воздушного потока независимо от изменения давления (и плотности)? Или это комбинация того и другого? Также, если утверждение лектора верно, не должны ли линии Маха отклонять воздушный поток раньше, а не только в момент, когда они все сливаются вместе?

Образование ударной волны над аэродинамическим профилем

Ответы (1)

Самый простой ответ состоит в том, что ударная волна для пограничного слоя означает резкий неблагоприятный градиент давления. Вы, наверное, уже знаете, что неблагоприятный градиент давления утолщает пограничный слой, а толстые пограничные слои более склонны к расслаиванию. Кроме того, если неблагоприятное давление град. настолько силен, что может немедленно вызвать отрыв потока от стенки.

Взаимодействие ударной волны и пограничного слоя смоделировано с помощью LES. Источник: Argonne Leadership Computing Facility, Аргоннская национальная лаборатория, Министерство энергетики США.

Добавьте к этому, что в ближней области образуется отрывной пузырь, взаимодействующий со скачком. Все эти явления довольно сложны, и для изучения лежащей в их основе физики для уравнений Навье-Стокса используется моделирование больших вихрей (LES). Это тема исследования уровня доктора философии. Если вам нужно введение, вы можете проверить этот источник и узнать больше самостоятельно.

Что является основной причиной разделения, вызванного ударом (ударный срыв)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v