Создание алгоритмов и программ расчета сверх- и гиперзвукового обтекания пространственных тел и крыльев в рамках моделей идеального и вязкого газа для изучения их режимов обтекания, ударно-волновых структур и аэродинамических характеристик, а также определения диапазона параметров, где могут быть использованы более простые подходы в рамках модели идеального газа.
Экспериментальное исследование обтекания конических тел и крыльев в широком диапазоне изменения определяющих параметров с целью установления типов, природы и границ существования различных режимов обтекания и их структурных особенностей, обусловленных, в частности, «нелокальным» влиянием развитого отрыва турбулентного пограничного слоя под действием внутренних ударных волн в сжатом слое. создание экономичных моделей расчета нагрузок с использованием результатов комплексных экспериментальных и теоретических исследованийна пространственные тела, близкие к оптимальным по сопротивлению, при сверх- и гиперзвуковых скоростях. Экспериментальное моделирование и изучение влияния вязкого взаимодействия и отрыва пограничного слоя на режимы обтекания пространственных тел и крыльев, а также определение причин, порождающих нестационарные режимы обтекания, и создание полуэмпирических моделей для их прогнозирования.
Экспериментальное и численное исследование термического состояния и соотношения между трением и теплообменом на поверхностях, обтекаемых сверхзвуковым и дозвуковым (несжимаемым и сжимаемым) потоком, при наличии сложных воздействий (фазовых переходов, скачков уплотнения и конденсации, отрывных течений, крупномасштабных индуцированных и самоорганизующихся вихревых структур, вторичных потоков массы через проницаемые поверхности).
Исследование влияния соотношения между параметрами потока и условиями на обтекаемой поверхности, обеспечивающими: опережающий рост параметров теплообмена (рост коэффициента теплоотдачи, снижение коэффициента восстановления температуры) по сравнению с изменением общего сопротивления; повышение эффекта энергоразделения в потоке сжимаемого газа.
Актуальность задачи обусловлена: потребностью в повышении теплогидравлической эффективности каналов и трактов теплообменного оборудования; поиском новых способов тепловой защиты высокотемпературных элементов энергоустановок и двигателей; повышением точности предсказания локальных тепловых нагрузок элементов летательных аппаратов и технологических устройств; повышением эффективности перспективного энергетического оборудования за счет использования эффектов безмашинного энергоразделения потоков.
Экспериментальное исследования течения сверхзвукового воздушно-капельного потока на плоской стенке. Расчет распределения адиабатной температуры стенки и коэффициента восстановления температуры по длине модели в зависимости от начальных и режимных параметров сверхзвукового потока (числа Маха, относительной концентрации капель в потоке и температуры воды). Численное моделирование процесса реламинаризациии турбулентных потоков в плоских и круглых конфузорах и в каналах постоянного сечения с заданными профилями скорости и характеристиками турбулентности на входе.