Архив выпусков

Рассмотрена задача обтекания клина равномерным сверхзвуковым потоком идеального (невязкого и нетеплопроводного) газа. Если угол поворота потока, равный углу наклона образующей клина, меньше максимального, то эта задача имеет два решения. В решении с косым скачком меньшей интенсивности ("слабым") равномерный поток между скачком и клином почти всегда сверхзвуковой. Исключение - небольшая окрестность максимального угла поворота. Для совершенного газа эта окрестность при всех числах Маха набегающего потока не превышает долей градуса. За скачком большей интенсивности ("сильным") поток совершенного газа всегда дозвуковой. Во всех экспериментах с конечными клиньями наблюдаются "слабые" скачки. Одни исследователи причину такого выбора объясняют граничными условиями "вниз по потоку" ("справа на бесконечности" для потока, набегающего на клин слева), другие - неустойчивостью ("по Ляпунову") при обтекании клина течения с сильным скачком и устойчивостью течения со слабым скачком. Приведенные ниже результаты расчетов в рамках двумерных нестационарных уравнений Эйлера течений, реализующихся для конечных клиньев при задании на правой границе - дуге окружности между клином и скачком параметров за сильным скачком, продемонстрировали правоту первых и неправоту вторых. В этих расчетах после и малых, и достаточно больших возмущений исследуемые течения (действительно, неустойчивые по Ляпунову!) возвращаются к решению с сильным скачком. Кроме того, задача стационарного обтекания клина рассмотрена как предел при бесконечном времени двумерных нестационарных задач. Упрощение одной из них приводит к задаче стационарного истечения перерасширенного сверхзвукового потока в затопленное пространство. В модели идеального газа эта задача эквивалентна обтеканию клина и со слабыми, и с сильными скачками. Все рассмотренные решения устойчивы.