Evolución del flujo transitorio de un conducto de entrada/aislador hipersónico con cizalladura del viento entrante
Autores: Gao, Simin; Huang, Hexia; Meng, Yupeng; Tan, Huijun; Liu, Mengying; Guo, Kun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evolución del flujo transitorio de un conducto de entrada/aislador hipersónico con cizalladura del viento entrante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Efectos
Cizalladura del viento
Hipersónico
Entrada/aislador
Tren de choque
Burbuja de separación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se presenta un nuevo modelo de perturbación de flujo destinado a investigar los efectos del cizallamiento del viento entrante en un conducto/aislador hipersónico. Esta investigación se centra en la interacción transitoria entre el choque y la capa límite y la evolución del flujo del tren de choque en un conducto/aislador hipersónico con un número de Mach de diseño de 6.0 bajo cizallamiento del viento entrante a grandes altitudes, precisamente a una altitud de 30 km con una velocidad de magnitud de 80 m/s. A pesar de la baja intensidad del cizallamiento del viento a grandes altitudes, los resultados revelan que el cizallamiento del viento interrumpe significativamente el campo de flujo del conducto/aislador, afectando la interacción entre la onda de choque y la capa límite en el estado no estrangulado, lo que hace que la burbuja de separación en la garganta se desplace río abajo y luego río arriba. Además, el campo de flujo se comporta como un fenómeno de histéresis bajo el efecto del cizallamiento del viento, y los coeficientes de recuperación de presión total en la garganta y la salida del conducto/aislador aumentan aproximadamente entre un 10% y un 12%. Además, esta investigación se centra en investigar el impacto del cizallamiento del viento en el comportamiento del tren de choque. Una vez que el conducto/aislador está en un estado estrangulado, el cizallamiento del viento impacta severamente el movimiento del tren de choque. Cuando la presión de retroceso río abajo es 135 veces la presión entrante (p), el tren de choque primero se mueve río arriba y gradualmente se acopla con una interacción entre la onda de choque del capó y la capa límite, lo que resulta en una separación más significativa en la garganta, y luego se mueve río abajo y se desacopla de la burbuja de separación en la garganta. Sin embargo, si la presión de retroceso río abajo aumenta a 140 p, el tren de choque amplía la burbuja de separación, forzando al conducto/aislador a caer en un estado de no inicio, y no puede ser reiniciado. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de considerar los efectos del cizallamiento del viento en el diseño y operación de conductos/aisladores hipersónicos.
Descripción
En este artículo, se presenta un nuevo modelo de perturbación de flujo destinado a investigar los efectos del cizallamiento del viento entrante en un conducto/aislador hipersónico. Esta investigación se centra en la interacción transitoria entre el choque y la capa límite y la evolución del flujo del tren de choque en un conducto/aislador hipersónico con un número de Mach de diseño de 6.0 bajo cizallamiento del viento entrante a grandes altitudes, precisamente a una altitud de 30 km con una velocidad de magnitud de 80 m/s. A pesar de la baja intensidad del cizallamiento del viento a grandes altitudes, los resultados revelan que el cizallamiento del viento interrumpe significativamente el campo de flujo del conducto/aislador, afectando la interacción entre la onda de choque y la capa límite en el estado no estrangulado, lo que hace que la burbuja de separación en la garganta se desplace río abajo y luego río arriba. Además, el campo de flujo se comporta como un fenómeno de histéresis bajo el efecto del cizallamiento del viento, y los coeficientes de recuperación de presión total en la garganta y la salida del conducto/aislador aumentan aproximadamente entre un 10% y un 12%. Además, esta investigación se centra en investigar el impacto del cizallamiento del viento en el comportamiento del tren de choque. Una vez que el conducto/aislador está en un estado estrangulado, el cizallamiento del viento impacta severamente el movimiento del tren de choque. Cuando la presión de retroceso río abajo es 135 veces la presión entrante (p), el tren de choque primero se mueve río arriba y gradualmente se acopla con una interacción entre la onda de choque del capó y la capa límite, lo que resulta en una separación más significativa en la garganta, y luego se mueve río abajo y se desacopla de la burbuja de separación en la garganta. Sin embargo, si la presión de retroceso río abajo aumenta a 140 p, el tren de choque amplía la burbuja de separación, forzando al conducto/aislador a caer en un estado de no inicio, y no puede ser reiniciado. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de considerar los efectos del cizallamiento del viento en el diseño y operación de conductos/aisladores hipersónicos.