Анализ турбулентного пограничного слоя и возможности уменьшения поверхностного сопротивления на плоской пластине с использованием микрообдува

С использованием SST-($k{-}\omega$)-модели турбулентности выполнен численный анализ параметров турбулентного пограничного слоя и исследована возможность уменьшения поверхностного трения на плоской пластине путем микрообдува воздухом. Макромасштабные характеристики большого количества микроструй определяются с использованием модели микропористой стенки, встроенной в пакет ANSYS FLUENT с помощью пользовательских функций. Получены результаты численных расчетов при значениях числа Маха $\mathrm{M}=0{,}2\div0{,}5$ и значениях числа Рейнольдса $\mathrm{Re}=2{,}88\cdot 10^6\div 7{,}20\cdot 10^6$.
Алгоритм позволяет достаточно точно описать незначительное увеличение толщины пограничного слоя, толщины вытеснения и толщины потери импульса, а также уменьшение градиента скорости и сдвигового трения. Показано, что при числе Маха $\mathrm{M}=0{,}4$ и доле вдуваемого воздуха, равной $0,008$, применение микрообдува пластины воздухом позволяет уменьшить коэффициент поверхностного трения на $51 \%$ по сравнению со случаем обтекания плоской пластины. При увеличении доли вдуваемого воздуха и числа Маха коэффициент поверхностного трения уменьшается.