ИСТИНА

Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект: Изучение взаимодействий потоков газа и жидкости с внутренними поверхностями разрыва при наличии источников импульса и энергии. При описании движения сплошной среды в рамках модели идеальной несжимаемой жидкости, проницаемая поверхность, в общем случае, является источником распределенной завихренности в объеме просочившейся через нее жидкости, что составляет основную трудность при постановке и решении соответствующих задач обтекания проницаемых тел. В литературе известны лишь единичные примеры (в том числе – принадлежащие участникам заявленного проекта), когда удавалось построить аналитические решения подобных задач в точной постановке, учитывающей производство завихренности на проницаемой границе. Сжимаемость среды приводит к существенному увеличению разнообразия режимов взаимодействия потоков с перфорированными границами. Одним из распространенных является режим "запирания", когда параметры газа на наветренной стороне проницаемой границы перестают зависеть от параметров на ее подветренной стороне. В этом случае любые законы "просачивания" среды, связывающие перепад давления или напряжение на проницаемой границе с параметрами набегающего потока, становятся непригодными в принципе. Обобщенная ударная адиабата проницаемой поверхности содержит ветви размерности 0, 1 и 2, связанные между собой критериями “переключения режимов”, имеющими смысл условий непрерывности силового воздействия на материальную проницаемую поверхность.

- Разработаны основы теории «комбинированной проницаемости». Наряду с известными типами проницаемости первого и второго рода возможен третий тип, который можно назвать «комбинированной проницаемостью»: пористая граница 2-го рода имеет дополнительную перфорацию 1-го рода. Практическим примером комбинированной проницаемости служит купол парашюта из воздухопроницаемой ткани, когда он дополнительно имеет распределенную конструктивную проницаемость – перфорацию крупными по отношению к толщине ткани отверстиями или щелями. Естественной моделью комбинированной проницаемости является задача о струйном обтекании в плоскопараллельном канале проницаемой пластины с типом проницаемости 2-го рода, поскольку зазор между кромкой проницаемой пластины и стенкой канала можно рассматривать как конструктивную проницаемость 1-го рода. Методами ТФКП построено точное аналитическое решение этой задачи. Граничные условия на пластине представляют собой линейный закон Дарси и условие направляющего действия строения пористости. Учитывается эффект производства завихренности в просочившемся объёме среды. Решение и, в частности, теоретическая зависимость суммарного сопротивления пластины от её относительной ширины и коэффициента проницаемости получены в параметрическом виде, содержащем интеграла Шварца. Это определяет закон просачивания среды через комбинированную проницаемость. - Выполнена полная классификация типов взаимодействия сжимаемой среды с предельной абсолютно проницаемой структурой, обладающей направляющим действием (проницаемая граница 2-го рода). Дана геометрическая интерпретация пространственной адиабаты для такой структуры. Разработан автономный программный модуль для расчета взаимодействия сверхзвукового потока с преградой решетчатого типа. - Определена структура ударной поляры для проницаемой границы 1-го рода (без направляющего действия) в идеальном совершенном газе. В вырожденном случае для предельно большой степени проницаемости результат сводится к геометрии классической ударной поляры для косого скачка уплотнения. - Экспериментально исследованы осесимметричные и трехмерные взаимодействия сверхзвукового потока газа с телами, имеющими прямоугольные вырезы на боковой поверхности. Идентифицированы и изучены наблюдаемые в эксперименте явления аэродинамического гистерезиса. Результаты также важны для дальнейшего исследования возможностей управления структурами течений около тел с кавернами с помощью проницаемых экранов.