К вопросу обтекания вогнутой поверхности потоком сжимаемой жидкости

В статье рассматриваются вихри Гертлера в пограничном слое жидкости применительно к характерным диапазонам изменения длины волны вихрей. Формулируется краевая задача для характерного коротковолнового режима. Развитие вихрей Гертлера в сжимаемых, в частности гиперзвуковых, потоках привлекает в настоящее время значительный интерес в связи с разработкой новых технологий, а именно с созданием новых сверхзвуковых малотурбулентных аэродинамических труб и с проектированием гиперзвуковых летательных аппаратов, для которых определение положения ламинарно-турбулентного перехода и нахождение распределений и пиковых величин тепловых потоков являются ключевыми элементами. В настоящей статье сформулирована математическая модель, описывающая нелинейную фазу развития возмущений в сжимаемом пограничном слое в поле центробежных сил при больших, но докритических значениях чисел Рейнольдса и Гертлера. Эта модель предназначена для описания как развития вихрей Гертлера, так и возмущенных течений около локальных или периодических в трансверсальном направлении неровностей или других пространственных возмущенных течений. При малых амплитудах возмущений нелинейные краевые задачи сводятся к линейным задачам теории устойчивости, которая к настоящему времени разработана лишь фрагментарно. На основе метода сращиваемых асимптотических разложений исследованы некоторые линейные режимы развития возмущений в поле центробежных сил. В частности, выявлена роль переходного температурного слоя в развитии возмущений в гиперзвуковых потоках. В то же время имеющиеся экспериментальные исследования свидетельствуют о возникновении других возможных форм возмущенного вихревого движения газа, что требует проведения дальнейших исследований.