Исследование гидродинамической неустойчивости при специфической локализации электрического разряда в слое смешения сверхзвукового потока. Грант РФФИ 18-08-01452

В данной работе предполагается провести экспериментальное и теоретическое исследование воздействия протяженного контрагированного электрического разряда на динамику развития гидродинамической неустойчивости слоя смешения, реализуемого при инжекции газовых струй ортогонально набегающему сверхзвуковому воздушному потоку. В частном случае поставленная задача решает проблему интенсификации смешения топлива с окислителем в высокоскоростных камерах сгорания, например в гиперзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе (ГПВРД), что иллюстрирует актуальность решаемой задачи. В данном направлении ведутся активные исследования в США, Франции, Австралии, Китае и других странах, что подчеркивает высокий уровень значимости проблемы.

В существующих подходах к интенсификации смешения в сверхзвуковом потоке используются механические элементы, создающие вихревую структуру поля течения. В данном проекте предлагается новое решение, заключающееся в применении электрического разряда, локализуемого непосредственно в слое смешения, что влечет интенсификацию развития гидродинамической неустойчивости по типу Рихтмайера-Мешкова. В работе впервые будет рассмотрена возможность интенсификации возникающих в такой системе гидродинамических неустойчивостей при создании переменных во времени градиентов плотности и давления.

Предполагается, что в процессе реализации проекта будут обнаружены условия генерации разряда, приводящие к существенному ускорению процесса смешения без существенных потерь полного давления в потоке. По результатам экспериментального исследования и численного моделирования будет выполнено подробное описание физических механизмов взаимодействия и представлен прогноз практической реализации в условиях ГПВРД.