Características aerodinámicas del chorro opuesto combinado con control magnetohidrodinámico en flujos hipersónicos fuera de equilibrio
Autores: Zhang, Wenqing; Zhang, Zhijun; Gao, Weifeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Características aerodinámicas del chorro opuesto combinado con control magnetohidrodinámico en flujos hipersónicos fuera de equilibrio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Protección térmica
Chorro opuesto
Tecnología de control magnetohidrodinámico
Resistencia aerodinámica
Campo magnético
Distancia de separación del choque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar el efecto de protección térmica de un chorro opuesto, se propone en este estudio una nueva tecnología de protección térmica (es decir, un chorro opuesto combinado con tecnología de control magnetohidrodinámico (MHD)). Considerando las condiciones de vuelo de un vehículo ELECTRE y el estado no estacionario del chorro opuesto, empleamos las ecuaciones N-S no equilibradas y precisas en el tiempo acopladas con un modelo de número de Reynolds magnético bajo para explorar las características del chorro, los efectos de protección térmica y las características de arrastre aerodinámico de esta nueva tecnología. Se emplearon dos condiciones de chorro (PR2.53 y PR5.07) y cuatro condiciones de campo magnético (sin MHD, B = 1 T, 2 T y 4 T). Los resultados muestran que la introducción de un campo magnético puede guiar el flujo del chorro opuesto al reconstruir el choque, donde el choque de reatachamiento se aleja de la superficie y la distancia de separación del choque (SSD) aumenta. En comparación con el chorro opuesto y las tecnologías de control MHD, esta nueva tecnología puede proporcionar un mejor efecto de protección térmica. En particular, permite un chorro en modo de penetración larga (LPM), que agrava el entorno de calentamiento aerodinámico alrededor del vehículo a tasas de flujo más bajas para proporcionar una protección térmica efectiva para el vehículo. Además, esta nueva tecnología puede lograr una protección térmica efectiva sin aumentar el arrastre aerodinámico a una tasa de flujo de masa de chorro y una intensidad de campo magnético apropiadas. Por ejemplo, bajo el campo magnético B = 2 T, las relaciones de flujo de calor máximo en la pared para las dos tecnologías (la tecnología de control MHD y la tecnología de control MHD combinada con el chorro PR2.53) son 0.908 y 0.820, respectivamente, mientras que las relaciones de arrastre promedio para las dos tecnologías son 1.235 y 0.993, respectivamente.
Descripción
Para mejorar el efecto de protección térmica de un chorro opuesto, se propone en este estudio una nueva tecnología de protección térmica (es decir, un chorro opuesto combinado con tecnología de control magnetohidrodinámico (MHD)). Considerando las condiciones de vuelo de un vehículo ELECTRE y el estado no estacionario del chorro opuesto, empleamos las ecuaciones N-S no equilibradas y precisas en el tiempo acopladas con un modelo de número de Reynolds magnético bajo para explorar las características del chorro, los efectos de protección térmica y las características de arrastre aerodinámico de esta nueva tecnología. Se emplearon dos condiciones de chorro (PR2.53 y PR5.07) y cuatro condiciones de campo magnético (sin MHD, B = 1 T, 2 T y 4 T). Los resultados muestran que la introducción de un campo magnético puede guiar el flujo del chorro opuesto al reconstruir el choque, donde el choque de reatachamiento se aleja de la superficie y la distancia de separación del choque (SSD) aumenta. En comparación con el chorro opuesto y las tecnologías de control MHD, esta nueva tecnología puede proporcionar un mejor efecto de protección térmica. En particular, permite un chorro en modo de penetración larga (LPM), que agrava el entorno de calentamiento aerodinámico alrededor del vehículo a tasas de flujo más bajas para proporcionar una protección térmica efectiva para el vehículo. Además, esta nueva tecnología puede lograr una protección térmica efectiva sin aumentar el arrastre aerodinámico a una tasa de flujo de masa de chorro y una intensidad de campo magnético apropiadas. Por ejemplo, bajo el campo magnético B = 2 T, las relaciones de flujo de calor máximo en la pared para las dos tecnologías (la tecnología de control MHD y la tecnología de control MHD combinada con el chorro PR2.53) son 0.908 y 0.820, respectivamente, mientras que las relaciones de arrastre promedio para las dos tecnologías son 1.235 y 0.993, respectivamente.