турбулизатор

Рис.

турбулиза́тор — устройство на обтекаемой поверхности летательного аппарата или его модели для внесения в обтекающий поток возмущений с целью его дестабилизации и смещения вверх по потоку точки перехода ламинарного течения в турбулентное. Впервые Т. в виде проволочного кольца был применён, по-видимому, Л. Прандтлем при исследовании кризиса сопротивления сферы. Используются Т. в основном на поверхности моделей при их испытаниях в аэродинамических трубах. Т. обычно изготавливаются в виде различного рода шероховатостей высотой k. Высота k₁ элемента шероховатости, до которой последняя практически не влияет на Рейнольдса число перехода Re_i = ux_i/ν, является критической, а высота k₂ при которой достигается наименьшее значение Re_i — эффективной. Здесь x_i — координата точки перехода на поверхности тела, ν — кинематическая вязкость, u — характерная скорость. Влияние высоты шероховатости на число Рейнольдса перехода: A = Re_fт/Re_fг(Re_fт — число Рейнольдса перехода при наличии турбулизатора, Re_fг — для гладкой поверхности); δ_1k — толщина вытеснения пограничного слоя в месте установки турбулизатора.

Значения k₁ и k₂ зависят от типа шероховатостей и условий проведения эксперимента, поэтому они устанавливаются эмпирическим путём. Например, для единичной цилиндрической (или двухмерной) шероховатости в несжимаемом потоке имеем:

и ,

где  — динамическая скорость, ρ — плотность, τ_ω — напряжение трения на поверхности тела в месте расположения Т. В качестве Т. могут использоваться также струи, колеблющаяся стенка, акустические возмущения и др.

На рис. приведены экспериментальные данные влияния Т. в виде изолированной цилиндрической шероховатости на развитие пограничного слоя на плоской пластине. Наиболее сильное влияние Т. на Re_i имеет место для несжимаемого потока; сжимаемость среды, увеличивающаяся с ростом Маха числа M, приводит к снижению его эффективности (в заштрихованной области расположено семейство кривых, отвечающих различными положениям Т.).