Исследование нелинейных процессов в гиперзвуковом пограничном слое на структурированных поверхностях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат физико-математических наук Чимытов, Тимур Андреевич

• Чимытов, Тимур Андреевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Чимытов, Тимур Андреевич

Оглавление

Оглавление

Перечень основных обозначений

Введение

Глава 1. Обзор исследований по развитию возмущений в гиперзвуковом пограничном слое на сплошных и структурированных поверхностях моделей

1.1. Линейная стадия развития возмущений в пограничном слое. Теоретические исследования

1.2. Линейная стадия развития возмущений в пограничном слое. Экспериментальные исследования

1.3. Нелинейная стадия развития возмущений в пограничном слое. Теоретические исследования

1.4. Экспериментальные исследования нелинейной стадии ламинарно-турбулентного перехода

1.5. Концепции управления гиперзвуковыми пограничными слоями

1.6. Выводы по обзору

Глава 2. Экспериментальное оборудование и методы обработки данных

2.1. Аэродинамические установки

2.1.1. Гиперзвуковая аэродинамическая труба Т-326

2.1.2. Гиперзвуковая аэродинамическая труба АТ-303

2.1.3. Импульсная аэродинамическая труба "Транзит-М"

2.2. Модели

2.3. Измерение средних и пульсационных характеристик потока

2.3.1. Термоанемомтерические измерения

2.3.2. Датчики давления РСВ

2.3.3. Датчики теплового потока ALTP (Atomic Layer ThermoPile)

2.4. Система автоматизации эксперимента

2.5. Методики обработки данных

2.5.1. Измерение степеней роста волн возмущений

2.5.2. Статистический анализ

2.5.3. Биспектральный анализ

2.6. Выводы по главе 2

Глава 3. Исследование нелинейных процессов в гиперзвуковом пограничном слое на пористых покрытиях

3.1. Термоанемометрические измерения в гиперзвуковом пограничном слое на пористой и сплошной поверхностях острого конуса

3.2. Статистический анализ нелинейных процессов в гиперзвуковом пограничном слое на пористой и сплошной поверхностях конуса

3.3. Биспектральный анализ нелинейных взаимодействий возмущений в гиперзвуковом пограничном слое на пористой и сплошной поверхностях конуса

3.4. Биспектральный анализ нелинейных взаимодействий возмущений в гиперзвуковом пограничном слое на пористой и сплошной поверхностях конуса при различных радиусах притупления носика

3.5. Выводы по главе 3

Глава 4. Исследование устойчивости пограничного слоя и нелинейных процессов на волнистой поверхности при гиперзвуковых скоростях

4.1. Режимы течения гиперзвукового потока

4.2. Спектры пульсаций, полученные из сигналов датчиков РСВ и АЬТР

4.3. Степени роста волн возмущений

4.4. Биспектральный анализ нелинейных взаимодействий возмущений

4.5. Выводы по главе 4

Заключение

Список Литературы:

Приложение

Перечень основных обозначений

А - амплитуда пульсаций;

А/ - Фурье-амплитуда;

Ыс - коэффициент бикогерентности;

ср - коэффициент давления;

¿7 - диаметр;

Е - напряжение на датчике термоанемометра;

/ - частота;

/д. - частота Найквиста;

// - частота локального максимума в Фурье-спектре сигнала,

соответствующего первой моде возмущений;

/и - частота локального максимума в Фурье-спектре сигнала, соответствующего второй моде возмущений; Е=/°х/(К&]ие)и2 - безразмерная частота;

I плотность теплового потока;

к коэффициент эсцесса;

/ длина;

м - число Маха;

р давление;

Ро' - давление за прямым скачком;

ч тепловой поток;

я электрическое сопротивление;

г — радиус притупления носика модели;

Л = 11е,/2

Яе - число Рейнольдса

Яе, - единичное число Рейнольдса;

Э коэффициент асимметрии;

Т температура;

1 время;

и -

х,у -

-а-, И

У

8 р

т X

со -

Индексы:

е -О

V/ -

00 — О -

скорость;

декартова система координат; степени нарастания волн; коэффициент динамической вязкости; показатель адиабаты (у = 1,4 для воздуха); толщина пограничного слоя; плотность;

постоянная времени датчика; угол наклона волнового вектора; круговая частота;

параметры на границе пограничного слоя; параметры торможения; параметры на стенке модели; параметры набегающего потока; среднеквадратичное значение;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование нелинейных процессов в гиперзвуковом пограничном слое на структурированных поверхностях»

Введение

Интерес к исследованиям ламинарно-турбулентного перехода объясняется не только важностью с точки зрения фундаментальных исследований, но и большим прикладным значением. Информация о состоянии пограничного слоя чрезвычайно важна, поскольку положение ламинарно-турбулентного перехода оказывает сильное влияние на такие важные физические характеристики летательного аппарата, как поверхностное трение и теплообмен с окружающей средой. Неконтролируемый переход к турбулентному режиму обтекания может приводить к увеличению тепловых потоков по поверхности корпуса, прогоранию тепловой защиты в наименее защищенных местах и гибели аппарата. Поэтому проблема ламинарно-турбулентного перехода становится одной из критических задач, от решения которой зависит возможность создания экономически эффективных летательных аппаратов, способных летать длительное время при гиперзвуковых скоростях.

В настоящее время считается общепризнанной прямая связь возникновения турбулентности с потерей устойчивости исходного ламинарного течения. Это справедливо, по крайней мере, для малых амплитуд начальных возмущений в пограничном слое. Условно процесс перехода может быть разделен на три стадии: 1) возникновение волн неустойчивости в пограничном слое (проблема восприимчивости); 2) линейное развитие возмущений (по линейной теории устойчивости); 3) нелинейное взаимодействие волн неустойчивости, приводящее, в конечном итоге, к турбулизации ламинарного течения.

Большинство как теоретических, так и экспериментальных работ, относящихся к сверх- и гиперзвуковым течениям, касаются первых двух стадий ламинарно-турбулентного перехода. Первые исследования устойчивости сжимаемого пограничного слоя было начаты в 40-е годы Лином и Лизом [1], за теоретическими работами которых последовали

эксперименты Лауфера и Вребаловича [2]. К настоящему моменту проведено большое количество экспериментальных и теоретических исследований в области устойчивости дозвукового пограничного слоя. Однако устойчивость сверх- и гиперзвукового пограничного слоя менее изучена по сравнению с устойчивостью пограничного слоя при дозвуковых скоростях. Это объясняется как трудностями теоретического анализа, так и сложностью постановки экспериментов.

Известно, что механизмы, приводящие к переходу при гиперзвуковых скоростях, отличны от до- и сверхзвукового случаев. Это связано, прежде всего, с появлением нового типа неустойчивых волн акустической природы (мэковских мод), не наблюдаемых при более низких скоростях. Первая из дополнительных мод (вторая мода; первая мода — неустойчивость типа волн Толмина-Шлихтинга) является наиболее неустойчивой в пограничном слое, начиная с М ~ 4,5 для адиабатических поверхностей. Частота возмущений второй моды лежит в области высоких частот (вплоть до 1 МГц при испытаниях в аэродинамических трубах), и это затрудняет исследование второй моды в эксперименте. Исследования устойчивости гиперзвукового пограничного слоя были выполнены в ряде работ, например в [3, 4, 5], однако таких работ мало и некоторые полученные в них данные нуждаются в дальнейшей экспериментальной проверке и подтверждении.

Заключительная стадия перехода - нелинейная стадия - может занимать до половины протяженности перехода [6]. Именно на этом этапе происходит стохастизация изначально ламинарного потока и возникновение турбулентности. Несмотря на большую важность заключительной стадии перехода, исследование нелинейных процессов в сверхзвуковом пограничном слое не проводились ни экспериментально, ни теоретически вплоть до конца 70-х годов. Первые исследования в этой области начаты в начале 80-х годов [7]. К настоящему времени достигнута определенная степень понимания нелинейных процессов в пограничном слое для умеренных сверхзвуковых скоростей (М < 4), в основном благодаря

развитому методу искусственных волновых пакетов [8, 9]. В настоящее время этот метод получил название «синтетических струй» и широко используется во многих приложениях. Однако при гиперзвуковых скоростях применение данного метода затруднено. Исследование нелинейных взаимодействий в пограничном слое без введения искусственных возмущений возможно при помощи метода биспектрального анализа. Биспектральный анализ позволяет выявить присутствие квадратичной нелинейности в измеряемом процессе, степень нелинейной связи и частоты взаимодействующих волн. В первых работах, использующих метод биспектрального анализа, было показано, что наблюдаемая в спектрах гармоника второй моды появляется за счет нелинейного взаимодействия [10, 11]. Однако нелинейных механизмов, приводящих к турбулентности, выявлено не было. Позже было показано, что основным нелинейным механизмом, приводящим к ламинарно-турбулснтному переходу, является субгармонический резонанс второй моды [12].

Изучение механизмов, ответственных за ламинарно-турбулентный переход, необходимо в рамках задач управления течением. Актуальность таких задач связаны, прежде всего, с перспективами создания экономически эффективных гиперзвуковых «летательных аппаратов. Все известные методы управления течением можно условно разделить на активные и пассивные. Последние являются наиболее перспективными с точки зрения, прежде всего, надежности и простоты эксплуатации на ГЛА. Большинство существующих методов разрабатывались применительно к до- и сверхзвуковым скоростям с целью подавления волн Толмина-Шлихтинга. В последнее время прорабатываются концепции управления, основанные на стабилизации возмущений второй моды при помощи структурированных покрытий [13, 14]. В настоящее время известны единичные экспериментальные работы, посвященные данным методам управления. Поэтому степень проработки проблемы управления переходом при гиперзвуковых скоростях полета на данный момент является недостаточной. Таким образом, существует

необходимость в дальнейших углубленных исследованиях различных методов управления для возможности применения этих методов для ГЛА.

Сказанное выше определяет актуальность проведения данных исследований и позволяет сформулировать основные цели работы:

получение новых экспериментальных данных о нелинейных процессах, протекающих по всей толщине пограничного слоя на пористых покрытиях.

экспериментальное подтверждение концепции управления переходом при помощи волнистых покрытий;

получение экспериментальных данных об устойчивости пограничного слоя на волнистых покрытиях и нелинейных аспектах перехода.

Научная новизна работы:

впервые выполнено комплексное экспериментальное исследование нелинейных процессов в гиперзвуковом пограничном слое на структурированных поверхностях. Получен ряд дополнительных экспериментальных данных о развитии волн возмущений.

впервые проведено экспериментальное подтверждение эффективности пассивного метода управления ламинарно-турбулентным переходом при помощи волнистых покрытий. Получены детальные данные о влиянии волнистой стенки модели на развитие возмущений в пограничном слое

Научная и практическая ценность:

исследование течения над структурированными поверхностями (пористыми, волнистыми) напрямую сопряжено с проектированием гиперзвуковых летательных аппаратов ГЛА. Так, реальная теплозащита многоразовых челноков (типа шаттл-буран) является пористой, а тепловые нагрузки на гиперзвуковой аппарат могут привести к абляции поверхности аппарата. Поэтому знание как видоизменяется течение над пористыми или волнистыми поверхностями крайне важно для проектирования ГЛА. Кроме

того, полученные результаты дают возможность разработки и усовершенствования методов пассивного управления ламинарно-турбулентным переходом для ГЛА.

На защиту выносятся:

результаты биспектрального и статистического анализа влияния пористых покрытий конусов на нелинейные взаимодействия в гиперзвуковом пограничном слое;

результаты экспериментального исследования влияния волнистой стенки модели на устойчивость гиперзвукового пограничного слоя;

результаты биспектрального анализа влияния волнистой поверхности пластины на нелинейные взаимодействия в гиперзвуковом пограничном слое.

Апробация работы и публикации:

Основные материалы и результаты исследований автора докладывались и обсуждались на семинарах Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, а также на следующих всероссийских и международных конференциях: Международной конференции по методам аэрофизических исследований (ICMAR'2008, Новосибирск), Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (2009, Кемерово; 2010, Волгоград), конференции "Устойчивость и турбулентность гомогенных и гетерогенных жидкостей" (2008, 2010, Новосибирск), VII Всероссийской конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (2009, Новосибирск), Международной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (2008, 2011, Новосибирск).

Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 11 печатных работах, 3 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Бунтин Д.А., Маслов A.A., Шиплюк А.Н., Чимытов Т.А. Статистический анализ нелинейных взаимодействий возмущений на

пористой поверхности в гиперзвуковом пограничном слое // Вестн. Новосиб. гос. Ун-та. Серия: Физика. 2009. Т. 4. №3. С. 43-49.

2. Бунтин Д.А., Маслов A.A., Шиплюк А.Н., Чимытов Т.А. Биспектральный анализ нелинейных процессов в гиперзвуковом пограничном слое на пористой поверхности конуса // Известия РАН. Серия МЖГ. 2010. №3. С. 84-90.

3. Bountin D., Chimitov Т., Maslov A., Novikov A., Egorov I., Fedorov A. Stabilization of a hypersonic boundary layer using a wavy surface: AIAA paper, No. 2012-1105.2012.

Личный вклад автора:

Автор участвовал в постановке задач численных и экспериментальных исследований, подготовке экспериментов и их проведении. Им созданы алгоритмы и программы обработки данных экспериментов, выполнена обработка результатов всех измерений.

Совместные результаты представлены с согласия соавторов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Глава I содержит обзор литературных данных по исследованию развитей возмущений в гиперзвуковом пограничном слое. В него вошли результаты теоретических и экспериментальных исследований линейной и нелинейной стадии ламинарно-турбулентного перехода, а также исследований методов управления пограничными слоями.

Глава II содержит описание экспериментальных установок, моделей, на которых проводились исследовании, экспериментального оборудования. Приводятся описание методов статистического и биспектрального анализа, измерения коэффициентов роста.

В Главе III представлены результаты исследования нелинейных взаимодействий возмущений в гиперзвуковом пограничном слое над пористой стенкой остроконечного и притуплённого конусов. Измерены диаграммы бикогерентности на различных высотах в пограничном слое,

вычислены распределения коэффициентов асимметрии и эксцесса поперек пограничного слоя. Так же приведены результаты термоанемометрических измерений: распределения среднеквадратичных пульсаций напряжения на датчике термоанемометра поперек пограничного слоя и распределения среднего напряжения на датчике термоанемометра поперек пограничного слоя. Приводятся сравнения результатов исследования на пористой стенке с результатами на сплошной стенке конуса.

В Главе IV приводятся результаты исследования устойчивости гиперзвукового пограничного слоя, а также нелинейных взаимодействий возмущений в пограничном слое за волнистой стенкой пластины. Получены коэффициенты роста волн неустойчивости. Проведен спектральный и биспектральный анализ данных.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю к.ф.-м.н. Бунтину Дмитрию Анатольевичу за всестороннюю помощь при подготовке и проведении экспериментов, обработки данных, обсуждения результатов и написании статей. Также автор выражает благодарность профессору, д.ф.-м.н. Маслову Анатолию Александровичу и чл.-корр. РАН Шиплюку Александру Николаевичу за всестороннюю поддержку проводимых работ и обсуждение результатов. Автор благодарит Лукашевича Сергея Валерьевича за помощь при проведении экспериментов, полезные обсуждения результатов и плодотворное сотрудничество.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Чимытов, Тимур Андреевич

4.5. Выводы по главе 4

Проведены параметрические исследования устойчивости возмущений на волнистой поверхности, а также биспектральный анализ нелинейных взаимодействий.

- Показано, что амплитуда второй моды во всем измеряемом диапазоне числа Рейнольдса за волнистой поверхностью существенно ниже, чем амплитуды второй моды в случае гладкой поверхности.

- Помимо возмущений второй моды в спектрах, полученных из сигнала датчика АЬТР непосредственно за волнистой поверхностью, наблюдаются возмущения, возникающие вследствие влияния волнистости на среднее течение. Такие возмущения наблюдаются и в спектрах, полученных из сигнала датчика РСВ, установленного на волнистой поверхности. Установлено, что такие возмущения затухают вниз по потоку.

- По спектрам пульсаций на датчиках АЬТР, установленных в самом крайнем положении от кромки пластины, видно, что во всем измеряемом диапазоне числа Рейнольдса течение приобретает турбулентный характер как на гладкой поверхности, так и за волнистой поверхностью. Однако спектры за волнистой поверхностью лежат ниже, чем в случае сплошной поверхности.

- Сравнение степеней роста возмущений показывает, что возмущения второй моды за волнистой поверхностью растут существенно медленнее, чем в случае сплошной поверхности. С другой стороны, следует отметить, что низкочастотные возмущения за волнистой поверхностью растут несколько быстрее, чем в случае сплошной поверхности.

- Биспектральный анализ данных показывает, что интенсивность нелинейных процессов на волнистой поверхности на порядок ниже, чем в случае гладкой поверхности. Нелинейные процессы на волнистой поверхности, таким образом, отстают в своем развитии от процессов на сплошной поверхности.

- Экспериментальные данные качественно согласуются с расчетными данными.

Таким образом, можно заключить, что волнистая поверхность оказывает стабилизирующее влияние на рост наиболее неустойчивого типа возмущений - второй моды, что может приводить к задержке ламинарно-турбулентного перехода.

Заключение

Выполнено экспериментальное исследование влияния структурированных покрытий на процессы развития возмущений в гиперзвуковом пограничном слое. Получены дополнительные данные о развитии возмущений на нелинейной стадии ламинарно-турбулентного перехода на пористом покрытии конуса. Впервые получены экспериментальные данные о развитии возмущений в гиперзвуковом пограничном слое на волнистой поверхности пластины.

Показано, что:

- Процесс формирования турбулентного пограничного слоя на пористой поверхности отстает в развитии от случая сплошной поверхности.

- Нелинейные процессы в пограничном слое на сплошной и пористой поверхностях конуса имеют схожий характер, однако имеют свои особенности. Ключевая особенность этих процессов на пористой поверхности конуса состоит в том, что нелинейные взаимодействия в слое максимальных пульсаций сильно ослаблены, что связано с подавлением возмущений второй моды.

- Задержка в развитии нелинейных процессов на пористой поверхности при их схожести со случаем сплошной поверхности может указывать на то, что субгармонический резонанс, вызванный возмущениями второй моды, является катализатором при передаче энергии от среднего течения к низкочастотным возмущениям в процессе перехода, аналогично тому, как это происходит в дозвуковом пограничном слое.

- Параметрическое исследование устойчивости пограничного слоя на волнистой поверхности пластины показывает, что возмущения второй моды за волнистой поверхностью растут существенно медленнее, чем в случае сплошной поверхности. С другой стороны, низкочастотные возмущения за волнистой поверхностью, наоборот, имеют большие значения степени роста. Однако, несмотря на это на турбулентном участке течения амплитуды турбулентных спектров за волнистой поверхностью остаются ниже амплитуд на гладкой поверхности.

- Исследование нелинейных процессов, протекающих в пограничном слое за волнистой поверхностью, показывает, что их интенсивность за волнистой поверхностью существенно ниже, чем в случае гладкой поверхности. Таким образом, следует ожидать, что при помощи волнистости возможно управление ламинарно-турбулентным переходом при гиперзвуковых скоростях потока.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Чимытов, Тимур Андреевич, 2012 год

Список Литературы:

1. Lees L., Lin С. С. Investigation of the Stability of the Laminar Boundary Layer in a Compressible Fluid // NASA Techn. Notes. 1946. No. TN-1115. P. 83.

2. Laufer J., Vrebalovich T. Stability and transition of a supersonic laminar boundary layer on an insulated flat plate // J. Fluid Mech. 1960. V. 9. Pt. 2. P. 257—299.

3. Kendall J.M. Wind tunnel experiments relating to supersonic and hypersonic boundary layertransition // AIAA J. 1975. V. 13. P. 290299.

4. Stetson K., Thompson E., Donaldson J., Siler L. Laminar boundary layer stability experiments on a cone at Mach 8, Pt. 1: sharp cone // AIAA Paper. 1983. No. 83-1761.

5. Wilkinson S. A review of hypersonic boundary layer stability experiments in a Quiet Vach 6 Wind Tunnel // AIAA Paper. 1997. No. 97-1819.

6. Бунтин Д.А. Исследование нелинейных механизмов начальной стадии ламинарно-турбулентного перехода гиперзвукового пограничного слоя. Диссертация на соискание степени к.ф.-м.н., Новосибирск, 2005. С. 134.

7. Сидоренко Н.В., Тумин A.M. Гидродинамическая устойчивость течений в пограничном слое сжимаемого газа // Механика неоднородных сред. Новосибирск, ИТПМ. 1981. С. 29-45.

8. Косинов А.Д., Маслов А.А. Развитие искусственно вызванных возмущений в сверхзвуковом пограничном слое // Изв. АН СССР. МЖГ. 1984. №5. С. 37-42.

9. Косинов А. Д. Экспериментальное исследование волновых явлений при ламинарно-турбулентном переходе сверхзвукового

пограничного слоя. Диссертация на соискание ученой степени д.ф.-м.н. Новосибирск, 1998. С. 331.

10. Kimmel R.L., Kendall J.M. Nonlinear disturbances in a hypersonic laminar boundary layer // AIAA Paper. January 1991. No. 91-0320.

11. Chokani N. Nonlinear spectral dynamics of hypersonic laminar boundary layer flow // Phys. Fluids. 1999. V. 12. P. 3846-3851.

12. Bountin D., Shiplyuk A., Maslov A. Evolution of nonlinear processes in hypersonic-boundary layer on a sharp cone // J. fluid Mech. 2008. Vol. 611. P. 427-442.

13. Malmuth N.D., Fedorov A.V., Shalaev V., Cole J., Khohlov A. Problems in high speed flow prediction relevant to control // AIAA paper. 1998. No. 98-2695.

14. Egorov I.V., Novikov A.V., Fedorov A.V. Direct numerical simulation of supersonic boundary layer stabilization using grooved wavy surface // AIAA paper. 2010. No. 2010-1245.

15. Dunn D.W., Lin, C.C. The stability of the laminar boundary layer in a compressible fluid for the case of three-dimensional disturbances // J. Aeronaut. Sci. July 1952. V. 19. No. 7. P. 491.

16. Dunn D.W., Lin C.C. On the Stability of the Laminar Boundary Layer in a compressible Fluid // J. Aeronaut. Sci. July 1955. V. 22. No. 7. P. 455-477.

17. Lees L., Reshotko E. Stability of the Compressible Laminar Boundary Layer // J. Fluid Mech. April 1962. V. 12. Pt. 4. P. 555-590.

18. Brown W.B. Exact Numerical Solutions of the Complete Linearized Equations for the Stability of Compressible Boundary layers. Nonrair Rept. NOR-62-15. Jan. 1962. Northrop Corporation, Hawthorne, California.

19. Mack L.M. Computation of the Stability of the Laminar Compressible Boundary Layer // Method in Computation Phys. 1965. V. 4. P. 247299.

20. Талонов С.А., Маслов А.А. Развитие возмущений в сжимаемых потоках. -Новосибирск: Наука, 1980. -143 с.

21. Squire Н. В. On the stability for three-dimensional disturbances of viscous fluid flow between parallel walls // Proc. R. Soc. London. 1933. Ser. A. V. 142. No. 847. P. 621-628.

22. Mack L. M. Boundary-Layer Stability Theory. JPL, Pasadena, С A, Document No. 900-277, Rev. A., November 1969.

23. Mack L.M. Boundary-Layer Stability Theory. - Special Course on Stability and Transition of Laminar Flow, Edited by R. Michel, AGARD Rep. No. 709, pp. 3-1 to 3-81, 1984

24. Gushchin V.R., Fedorov A.V. Asymptotic analysis of inviscid perturbations in a supersonic boundary layer // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 1989. V. 30, No. L P. 69-75

25. Mack L.M. Linear Stability Theory and the Problem of Supersonic Boundary-Layer Transition // AIAA J. 1975. V. 13. No. 3. P. 278-289.

26. Bouthier M. Stability lineaire des ecoulements presque paralleles // J. de Mech. 1972. V. 11. No. 4. P. 899-621.

27. Ling C.H., Reynolds W.C. Non-parallel flow corrections for the stability of shear flows // J. Fluid Mech. 1973. V. 59.Pt. 3. P. 571-591.

28. Володин А.Г. Устойчивость плоского пограничного слоя с учетом непараллельности // Изв. СО АН СССР. Серия техн. наук. 1973. №8. Вып. 2. С. 14-17.

29. Saric W.S., Nayfeh АН. Nonparallel stability of boundary-layer flows // Phys. Fluids. 1975. V. 18. No. 8. P. 945-950.

30. Gaster M. On the effects of boundary-layer growth on flow stability // J. Fluid Mech. 1974. V. 66. Pt. 3. P. 465-480.

31. Saric W.S., Nayfeh A.H. Nonparallel stability boundary layers pressure gradients and suction. AGARD Symposium on LaminarTurbulent Transition. Copenhagen. 1977. AGARD-CP-224. Paper No. 6.

32. Качанов Ю.С., Козлов В.В., Левченко В .Я. Возникновение турбулентности в пограничном слое. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1982.

33. Гапонов С.А. Влияние непараллельности течения на развитие возмущений в сверхзвуковом пограничном слое // Изв. АН СССР. МЖГ. 1980. №2. С. 28-31.

34. Herbert Т., Bertolotti F. Stability analysis of nonparallel boundary layers // Bull. Am. Phys. Soc. 1987. V. 32. P. 2079-2091.

35. Bertolotti F., Herbert T. Analysis of the linear stability of ccompressible boundary layers using the PSE // J. Theor. Comput. Fluid Dyn. 1991. V. 3.P. 117-124.

36. Bertolotti F.P., Herbert Т., Spalart P.R. 1992 Linear and nonlinear stability of the Blasius boundary layer // J. Fluid Mech., 1992, v. 242, pp. 441-474.

37. Hanifi A., Henningson D.S, Hein S., Bertolotti F.P., Simen M. Linear Nonlocal Instability Analysis - the linear NOLOT code. DLR-IB 223-94 A 43, Goettingen, 1994.

38. Егоров И.В., Судаков В.Г., Федоров A.B. Численное моделирование распространения возмущений в сверхзвуковом пограничном слое // Известия РАН. МЖГ. 2004. №6. С. 33-44.

39. Егоров И.В., Судаков В.Г., Федоров А.В. Численное моделирование восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя к акустическим возмущениям // Известия РАН. МЖГ. 2006. №1. С. 42-53.

40. Bestek Н., Eisler W. Direct numerical simulation of transition in Mach 4.8 boundary layer at flight conditions. In Engineering Turbulence modeling and Experiments 3. 1996. P.611-620.

41. Ma Y., Zhong X. Numerical simulation of receptivity and stability of noequilibrium reacting hypersonic boundary layers // AIAA Paper. 2001. No. 2001-0892.

42. Zhong X., Ma Y. Receptivity and linear stability of Stetson's Mach 8 blunt cone. Stability experiments // AIAA Paper. 2002. No. 20022849.

43. Ma Y., Zhong X. Linear stability and receptivity to free-stream disturbances of Mach 10. Nonequilibrium reactivity oxygen flow over a flat plate // AIAA Paper. 2004. No. 2004-0256.

44. Demetriades A. An experiment on the stability of hypersonic laminar boundary layers // J. Fluid Mech. 1960. V. 7. Pt. 3. P. 385—396.

45. Kendall, J.M.: Supersonic boundary-layer experiments. In: McCauley,W.D. (ed.) Proceedings of Boundary Layer Transition Study Group Meeting II, Aerospace Corp. 1967

46. Demetriades A. Boundary-layer instability observation at Mach Number 7 // J. Appl. Mech. 1977. V. 99. No. 1. P. 7—10.

47. Demetriades A. New experiments on hypersonic boundary layer stability including wall temperature effects. In: Proceedings of the 1978 Heat Transfer and Fluid Mechanics Institute, Standford University Press, 1978, p. 39—56.

48. Stetson K.F., Thompson E.R., Donaldson J.C., Siler L.G. Laminar boundary layer stability experiments on a cone at Mach 8, Pt. 2: Blunt cone // AIAA Paper. January 1984. No. 83-0006.

49. Stetson K.F., Thompson E.R., Donaldson J.C., Siler L.G. Laminar boundary layer stability experiments on a cone at Mach 8, Pt. 3: Sharp cone at angle of attack // AIAA Paper. January 1985. No. 85-0492.

50. Stetson K.F., Thompson E.R., Donaldson J.C., Siler L.G. Laminar boundary layer stability experiments on a cone at Mach 8, Pt. 4: On unit Reynolds number and environmental effects // AIAA Paper. May 1986. No. 86-1087.

51. Stetson K.F., Thompson E.R., Donaldson J.C., Siler L.G. Laminar boundary layer stability experiments on a cone at Mach 8, Pt. 5: Test with a cooled model // AIAA Paper. May 1989. No. 89-1895.

52. Stetson, K.F., Kimmel, R.L. The Hypersonic Boundary-Layer Stability // AIAA Paper. January 1992. No. 92-0737.

53. Stetson K., Thompson E., Donaldson J., Siler L. A comparison of planar and conical boundary layer stability and transition at a Mach number of 8 // AIAA Paper. July 1991. No. 91-1639.

54. Wendt V., Simen M. An experimental and theoretical investigation of instabilities in hypersonic at plate boundaiy layer flow // Phys. Fluids. 1995. No. 7 (4). P. 877-887.

55. Бунтин Д. А., Сидоренко А. А., Шиплюк A.H. Развитие естественных возмущений в гиперзвуковом пограничном слое острого конуса // ПМТФ. 2001. Т. 42. №1. С. 65-71.

56. Maslov А.А., Mironov S.G., Shiplyuk А.А., Sidorenko A.A., Buntin D.A. Aniskin V.M. Hypersonic flow stability experiments // AIAA Paper. January 2002. No. 2002-0153.

57. Maslov A.A., Bountin D.A., Shiplyuk A.N., Smorodsky B.V., Knauss H., Gaisbauer U., Wagner S., Betz J. ALTP sensor application for boundary layer measurements // Int. Conf. on Methods of Aerophysical Research: Proceed. Pt. II / Ed. V.M. Fomin. Novosibirsk: 2004. P. 137-146.

58. Roediger Т., Knauss H., Kraemer E., Heitmann D., Radespiel R., Smorodsky B.V., Bountin D.A., Maslov A.A. Hypersonic instability waves measured on a flat plate at Mach 6 // Int. Conf. on Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk: 2008. Режим доступа: http://www.itam.nsc.rU/tmp/Test/4/Roediger.pdf (18.01.2012)

59. Estorf M., Radespiel R., Schneider S.P., Johnson H.B., Hein S. Surface-Pressure Measurements of Second-Mode Instability in Quiet Hypersonic Flow // AIAA Paper. January 2008. No. 2008-1153.

60. Roediger Т., Knauss H., Estorf M., Schneider S. P., Smorodsky В. V. Hypersonic Instability Waves Measured Using Fast-Response Heat-

Flux Gauges // J. Spacecraft and Rockets. March-April 2009. V. 46, No. 2. P. 266-273.

61. Kachanov Y.S., Physical mechanism of laminar-boundary-layer transition // Ann. Rev. Fluid Mech. 1994. Vol. 26. P. 411-482.

62. Жигулев B.H., Тумии A.M. Возникновение турбулентности. -Новосибирск: Наука. 1987.

63. El-Hady N. М., Secondary instability of compressible boundary layer to subharmonic three-dimensional disturbances // AIAA Paper. 1989. No. 89-0035.

64. Masad J.A., Nayfeh A.H. Subharmonic instability of compressible boundary layers // Phys. Fluids A. August 1990. V. 2. No. 8. P. 13801990.

65. Thumm A., Wolz W., Fasel H. Numerical simulation of spatially growing three-dimensional disturbance waves in compressible boundary layers // In Laminar-Turbulent Transition / Ed. D.Arnal, R.Michel. Berlin, Springer-Verlag. 1990. P.303-310.

66. Sandham N.D, Adams N.A, Kleiser L. Direct simulation of breakdown to turbulence following oblique instability waves in a supersonic boundary layer // Applied Scientific Research. 1995. V. 54. No. 3. P. 223-234.

67. Adams N.A., Kleiser L. Subharmonic transition to turbulence in a flat-plate boundary layer at Mach number 4.5 // J. Fluid Mech. 1996. V. 317. P. 301-335.

68. Ng, L., Erlebacher, G., Zang, T.A., Pruett, D. Compressible Secondary Instability Theory - Parametric Studies and Prospects for Predictive Tools. Paper No. 23, 8-th NASP Symposium. 1990.

69. Pruett D., Erlebacher G., Ng. L. Secondary Instability and Transition in Compressible Boundary Layers. NASP TM, in press, 1990.

70. Malik M., Zang Т., Bushnell D. Boundary Layer transition in Hypersonic Flows // AIAA Paper. October 1990. No. 90-5232.

71. Potter J.L., Whitfield J.D. Boundary-Layer Transition under Hypersonic Conditions // AGARDograph 97. 1965. Pt. III. P. 1-61.

72. Fischer M.C., Weinsteain L.M. Cone Transitional Boundary-Layer Structure // AIAA J. 1972. V. 10. P. 677-701.

73. Pruett C.D., Zang T.A., Chang C., Carpenter M.H. Spatial Direct Numerical Simulation of High-Speed Boundary-Layer Flows Pt. I: Algorithmic Considerations and Validation // Theoret. Comput. Fluid Dynamics. 1995. V. 7. P. 49-76.

74. Pruett C. D., Chang C. Spatial Direct Numerical Simulation of HighSpeed Boundary-Layer Flows Pt. II: Transition on a Cone in Mach 8 Flow // Theoret. Comput. Fluid Dynamics. 1995. V. 7. P. 397-424.

75. Kosinov A.D., Semionov N.V., Shevelkov S.G., Zinin O.I. Experiments on the nonlinear instability of supersonic boundary layers // Nonlinear instability of nonparallel flows / ed. Valentine D. Т., Lin S. P., Phillips W. R. C. Springer-Verlag. 1994. P. 196-205.

76. Gaponov S.A., Kosinov A.D., Semenov N.V., Maslennikova I.I., Shevelkov S.G. Nonlinear development of waves in the supersonic boundary, layer // Laminar-Turbulent Transition / ed. R. Kobayachi. Berlin, Springer-Verlag. 1995. P. 181-188.

77. Шиплюк A.H., Бунтин Д.А., Маслов A.A., Чокани H. Нелинейные механизмы начальной стадии ламинарно-турбулентного перехода при гиперзвуковых скоростях // ПМТФ. 2003. Т. 44. № 5. С. 6471.

78. Shiplyuk A.N., Bountin D.A., Maslov A.A., Chokani N. Nonlinear interactions of second mode instability with natural and artificial disturbances // AIAA paper. 2003. No. 2003-0787.

79. Reed H., Kimmel R., Schneider S., Arnal D. Drag prediction and transition in hypersonic flow // AIAA Paper. 1997. No. 97-1818.

80. Whitehead A. NASP Aerodynamics // AIAA paper. July 1989. No. 89-5013.

81. Malik M.R. Prediction and control of transition in supersonic and hypersonic boundary layers // AIAA J. November 1989. V. 27. No. 11. P. 1487-1493.

82. Mack L.M. On the inviscid acoustic-mode instability of supersonic shear flows. Pt. I: two-dimensional waves // Theoretical and Computational Fluid Dynamic. 1990. Vol. 2. P. 97-123.

83. Inger G.R., Gnoffo P.A. Analytical and computational study of wall temperature jumps in supersonic flow // AIAA J. January 2001. V. 39. No. l.P. 79-87.

84. Soudakov V.G., Egorov I.V., Fedorov A.V. Numerical simulation of receptivity of a hypersonic boundary layer over a surface with temperature jump // Sixth European Symposium on Aerothermodynamics for Space Vehicles. Versailles, France. 3-6 November 2008.

85. Leyva I.A., Laurence S., Beierholm A. W.-K., Hornung H.G., Wagnild R., Candler G. Transitional delay in hypersonic boundary layers by means of C02/acoustic instability interactions // AIAA paper. January 2009. No. 2009-1287.

86. Kosinov A.D., Maslov A.A., Shevelkov S.G. Experiments on the stability of supersonic laminar boundary layers // J. Fluid Mech. 1990. V. 219. P. 621-633.

87. Smith B.L. Glezer A. The formation and evolution of synthetic jets // Phys. Fluids. 1998. V. 10. P. 2281-2297.

88. Amitay M., Smith B.L. Glezer A. Aerodynamic flow control using synthetic jet technology // AIAA Paper. 1998. No. 98-0208.

89. Mallinson S.G., Reizes J.A. Hillier R. The Interaction between a Compressible Synthetic Jet and a Laminar Hypersonic Boundary Layer // Flow, Turbulence and Combustion. 2001.V. 66. P. 1-21.

90. Cheng F., Zhong X., Gogineni S., Kimmel R.L. Effect of applied magnetic field on the instability of Mach 4.5 boundary layer over a flat plate // AIAA paper. January 2002. No. 2002-0351.

91. Palm P., Meyer R., Plonjes E., Bezant A., Adamovich I.V., Rich J. W., Gogineni S. MHD effect on a supersonic weakly ionized flow // AIAA paper. May 2002. No. 2002-2246.

92. Ho C., Tai Y. Micro-Electro-Mechanical Systems and Fluid Flows // Ann. Rev. Fluid Mech. 1998. Vol. 30. P. 579-612.

93. Kimmel R.L. Aspects of hypersonic boundary-layer transition control // AIAA paper. 2003. No. 2003-0772.

94. Stetson K.F. Shock Tunnel investigation of boundary layer transition at M=5.5 // AIAA J. May 1967. Vol. 5. No. 5. P. 899-906.

95. Stetson K.F. Nosetip Bluntness Effects on Cone Frustum Boundary-Layer Transition in Hypersonic Flow // AIAA paper. July 1983. No. 83-1763.

96. Bountin D.A., Maslov A.A., Sidorenko A.A. Shiplyuk A.N. Investigation of stability of hypersonic boundary layers on conical models // Thermophysics and Aeromechanics. 2001. V. 8. No. 2. P. 327-334.

97. Бунтин Д.А., Лукашевич C.B., Маслов A.A., Шиплюк А.Н. Влияние затупления носовой части конуса и ультразвук-поглощающего покрытия на переход в гиперзвуковом пограничном слое // Известия РАН. МЖГ. 2010. № 6. С. 74-81.

98. Malik M.R., Spall R.E., Chang C.-L. Effect of Nose Bluntness on Boundary Layer Stability and Transition // AIAA Paper. 1990. No. 90-0112.

99. Fedorov, A.V., Malmuth, N.D. Stabilization of hypersonic boundary layers by porous coatings // AIAA J. 2001. V. 39. No. 4. P. 605-610.

100. Carpenter, P.W, Porter, L.J. Effects of passive porous walls on boundary-layer stability // AIAA J. 2001. V. 39. No. 4. P. 597-604.

101. Bres G.A., Inkman M., Colonius Т., Fedorov A.V., Alternate Designs of Ultrasonic Absorptive Coatings for Hypersonic Boundary Layer Control // AIAA Paper. 2009. No. 2009-4217.

102. Rasheed A., Hornung H.G., Fedorov A.V., Malmuth N.D. Experiments on passive hypervelocity boundary layer control using an ultrasonically absorptive surface // AIAA J. 2002. V. 40. No 3. P. 481-489.

103. Fedorov A., Shiplyuk A., Maslov A., Burov E., Malmuth N. Stabilization of a hypersonic boundary layer using an ultrasonically absorptive coating // J. Fluid Mech. 2003. V. 479. P. 99-124.

104. Fedorov A., Kozlov V., Shiplyuk A., Maslov A., Sidorenko A., Burov E., Malmuth N. Stability of hypersonic boundary layer on porous wall with regular microstructure // AIAA Paper. 2003. No. 2003-4147.

105. Chokani N., Bountin D.A., Shiplyk A.N., Maslov A.A. Nonlinear aspects of hypersonic boundary-layer stability on a porous surface // AIAA J. 2005. V. 43. No. l.P 149-155.

106. Григорьев В.Д., Клеменков Г.П., Пирогов А.И., Яковлева Н.В. Гиперзвуковая аэродинамическая труба Т-326 ИТПМ. Методическое исследование полей скорости и температур. Отчет № 1129 ИТПМ. Новосибирск, 1976.

107. Харитонов А. М., Звегинцев В. И., Васенев JI. Г., Кураева А. Д., Наливайченко Д.Г., Новиков А.В., Пайкова М.А., Чиркашенко В.Ф., Шахматова Н.В., Шпак С.И. Исследования характеристик гиперзвуковой аэродинамической трубы АТ-303. Часть 1. Поля скоростей // Теплофизика и аэромеханика. 2006. №1. Т. 13. С. 117.

108. Smits A.J., Hayakawa К., Muck К.С. Constant temperature hot-wire anemometer practice in supersonic flows//Exp. in Fluids, 1983. V. 1. P. 83-92.

109. Nikias C.L., Ragheveer M.R. Bispectrum Estimation: A Digital Signal Processing Framework // Proceedings of the IEEE. July 1987. V. 75. No. 7. P. 869-891.

110. Miksad R.W., Jones R.L., Powers E.J. Measurements of nonlinear interactions during natural transition of a symmetric wake // Physic of Fluids. June 1979. V. PS-7. No. 2.P. 120-131.

111. Maslov A.A., Shiplyuk A.N., Vasenev L.G., Shpak S.I., Lukashevich S.V. Influence of acoustic-absorption coatings of boundary layer instability. Annual report Contract No. B7K553607. Novosibirsk, 2007.