METHODS FOR DETERMINATING THE LAMINAR-TURBULENT TRANSITION IN THE BOUNDARY LAYER OF A VARIOFORM-SECTIONAL WING

This work is devoted to the estimation of the possibilities of investigating the boundary layer on the varioform-sectional wing with the help of an acoustic sensor and an absolute pressure sensor. The base model was a wing with a rigid wavy surface. In the boundary layer of this model, a large number of measurements were made using the technique of thermoanemometric measurements. The article compares velocity profiles and pulsation profiles obtained with a thermoanemometer and with the help of an acoustic sensor and a pressure sensor. It is shown that the presence or absence of a laminar-turbulent transition (LTP) and a local separation zone (LSZ) can be qualitatively determined with the aid of an acoustic sensor and a pressure sensor. However, quantitatively, the data obtained by different sensors may be different. The difference in the position of the maximum amplitude of pulsations obtained by the thermal anemometer and the microphone sensor differs by 5- 20 % over the chord. This depends on the presence or absence of a local separation zone in the measurement area. The longitudinal component of the average velocity in the boundary layer in the region of the separation zone obtained by the absolute pressure sensor can differ from that obtained by the method of thermal anemometry by 80 %.

low Reynolds numbers, flow around a wing with a wavy surface, varioform sectional wing, boundary layer, separation bubble, laminar-turbulent transition, displacement thickness , momentum thickness

1. Gaster M. The structure and behavior of separation bubbles // ARC R and M. 1969. No. 3595. 33 p. Tani I. Low-Speed Flows Involviing Bubble Separations // Progress in Aeronautical Science. 1964. Vol. 5. P. 70-103.

2. Ward J. W. The behaviour and effects of laminar separation bubbles onairfoils in incompressible flow // J. of the Royal Aeronaut. Soc. 1983. Vol. 67. P. 783-790.

3. Мюллер Т. Дж., Бэйтилл С. М. Экспериментальные исследования отрыва потока на крыловых профилях при низких числах Рейнольдса // Ракетная техника и космонавтика. 1982. Т. 20, № 5. С. 11-19.

4. O’Meara M. M., Mueller T. J. Laminar separation bubble characteristics on an airfoil at low Reynolds numbers // AIAA J. 1987. Vol. 25. P. 1033-1041.

5. Бойко А. В., Грек Г. Р., Довгаль А. В., Козлов В. В. Возникновение турбулентности в пристенных течениях. Новосибирск: Наука, 1999. 328 с.

6. Зверков И. Д., Крюков А. В., Грек Г. Р. Перспективы исследований в области малоразмерных летательных аппаратов (обзор) // Вестн. НГУ. Серия: Физика. 2014. Т. 9, № 2. С. 95-115.

7. Зверков И. Д., Занин Б. Ю. Влияние формы поверхности крыла на отрыв потока // Теплофизика и аэромеханика. 2003. Т. 10, № 2. С. 205-213.

8. Zverkov I. D., Zanin B. Yu., Kozlov V. V. Disturbances Growth in Boundary layers on classical and wavy surface wing // AIAA J. 2008. Vol. 46. No. 12. P. 3149-3158.

9. Козлов В. В., Зверков И. Д., Занин Б. Ю., Довгаль А. В., Рудяк В. Я., Борд Е. Г., Кранчев Д. Ф. Исследование развития возмущений отрывного ламинарного течения на крыле с волнистой поверхностью // Теплофизика и аэромеханика. 2007. T. 14, № 3. С. 343-351.

10. Зверков И. Д., Козлов В. В., Крюков А. В. Влияние волнистости на структуру пограничного слоя и аэродинамические характеристики крыла конечного размаха // Вестн. НГУ. Серия: Физика. 2011. Т. 6, № 2. С. 26-42.

11. Зверков И. Д., Занин Б. Ю., Крюков А. В. Волнистое крыло как основа для новых летательных аппаратов. Saarbrücken: LAP Lambert Academic Publ., 2016. 248 с.

12. Зверков И. Д., Крюков А. В., Грек Г. Р., Коновалов И. С., Евтушок Г. Ю. Определение параметров волнистости поверхности для крыла малоразмерного летательного аппарата // Вестн. НГУ. Серия: Физика. 2015. Т. 10, № 3. С. 5-18.

13. Зверков И. Д., Козлов В. В., Крюков А. В. Улучшение аэродинамических характеристик крыла малоразмерного аппарата // ДАН. 2011. Т. 440, № 6. С. 1-4.

14. Zverkov I. D., Kozlov V. V., Kryukov А. V. Experimental research of the boundary layer structure at near-critical angles of attack for the classical and wavy wings // EUCASS Book Series on Advances in Aerospace Sciences, «Progress in Flight Physics». Ed. by Ph. Reijasse, D. Knight, M. Ivanov, I. Lipatov. 2013. Vol. 5. P. 583-600.

15. Зверков И. Д., Крюков А. В. Вариоформное секционное крыло для беспилотного летательного аппарата // Перспективные технологии самолетостроения в России и мире: Тр. Всерос. науч.-практ. конф. молодых специалистов и студентов. Новосибирск, 2010. С. 6-10.

16. Zverkov I. D., Kryukov А. V., Evtu-shok G. Yu. Using of wavy morphing wing for flow and flight control // 7th European Conference for Aeronautics and Space Sciences (EUCASS-2017) (Italy, Milano, 3-6 july, 2017): Proceedings. 2017. S. l. P. 1-4.

17. Способ управления аэродинамическими характеристиками несущей поверхности и несущая поверхность / И. Д. Зверков, В. В. Козлов, А. В. Крюков. Патент № 2412864 РФ МПК В64С 21/10, В64С 3/30. Патентообладатель ИТПМ СО РАН; заявка № 2009127202/11 от 14.07.2009, опубликовано 27.02.2011 Бюл. № 6.

18. Косорыгин В. С. Лабораторный комплекс для изготовления миниатюрных термоанемометрических датчиков с нагреваемой нитью. Новосибирск, 1982. 20 с. (деп. в ВИНИТИ 02.03.1982, № 4166-82)

19. Багаев Г. И., Голов В. К., Медведев Г. В., Поляков Н. Ф. Аэродинамическая труба малых скоростей Т-324 с пониженной степенью турбулентности // Аэрофизические исследования. 1972. С. 5-8.