ИСТИНА

Рассматриваются задачи о структуре прямой и косой волн уплотнения в газокапельной среде при наличии испарения капель, а также симметричное взаимодействие (или отражение от стенки) косых скачков уплотнения в такой среде. Основное внимание уделено малоисследованным вопросам нахождения границ существования волн качественно различной структуры в пространстве безразмерных определяющих параметров. В рамках двухконтинуальной модели получены обобщенные соотношения Рэнкина-Гюгонио для прямых и косых волн уплотнения в газокапельных средах с испаряющимися каплями. Эти соотношения учитывают поглощение тепла из несущей фазы за счет фазового перехода внутри структуры волны. На основе параметрического исследования найдены диапазоны определяющих параметров, соответствующие существованию волн с полной и частичной дисперсией параметров фаз в газокапельных средах с испаряющимися каплями. Определены условия полного и частичного испарения капель в зоне релаксации скоростей и температур фаз в волнах уплотнения. На основе численных расчетов исследованы распределения параметров фаз в волнах с полной и частичной дисперсией, а также зависимость ширины волны от определяющих параметров. Установлено, что в рассмотренном диапазоне параметров внутри зоны релаксации имеется локальный максимум температуры. Ширина зоны релаксации максимальна для параметров, соответствующих переходу от режима с неполным испарением к режиму полного испарения капель. С увеличением числа Маха и параметра, характеризующего скорость испарения капель, ширина волны монотонно уменьшается. Показано, что при регулярном отражении косых волн от плоской стенки в газокапельной среде возможно формирование десяти различных волновых структур и определены границы существования каждой из возможных структур. Впервые найдены условия, при которых отраженные скачки вырождаются в волны с полной дисперсией или полностью исчезают, а также условия полного испарения капель за падающей и отраженной волнами. На основании численных расчетов структуры высокоскоростного газокапельного пограничного слоя [2] исследовано влияние испаряющихся капель на равновесную температуру адиабатической стенки. Показано, что осаждение капель на стенку может приводить к формированию жидкой пленки и охлаждению стенки до исходной температуры капель в набегающем потоке. Наличие в потоке падающей и отраженных волн приводит к усилению эффекта осаждения капель и увеличению зоны формирования жидкой пленки на стенке.