Генерация возмущений сверхзвукового потока двумерной неровностью в турбулентном пограничном слое

Проводится моделирование возмущений сверхзвукового потока в аэродинамической трубе, создаваемых двумерной неровностью на стенке рабочей части. Рассматривается случай малой высоты неровности по сравнению с толщиной турбулентного пограничного слоя на стенке. Исследования проведены с помощью численного моделирования с учетом турбулентного пограничного слоя на стенке и в экспериментах с использованием ниточного датчика термоанемометра. Изучено влияние высоты и ширины двумерной неровности и числа Маха потока на возмущения сверхзвукового потока. Установлено, что наличие двумерной неровности обусловливает возникновение в свободном потоке стационарного возмущения в виде N-волны и области с повышенным уровнем нестационарных пульсаций в широком спектре. Показано, что увеличение высоты двумерной неровности приводит к увеличению амплитуды и пространственных масштабов генерируемого в потоке возмущения. При малой ширине неровности возмущение в свободном потоке имеет форму N-волны, при ее увеличении амплитуда возмущений не изменяется, а N-волна разделяется на два скачка. Выполнено сравнение пространственных масштабов возмущения среднего течения при фиксированной геометрии неровности и числах Маха, равных 2 и 2,5.