Análisis numérico de las características no estacionarias de la segunda garganta de un túnel de viento transónico
Autores: Cong, Chenghua; Qin, Honggang; Yi, Xingyou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis numérico de las características no estacionarias de la segunda garganta de un túnel de viento transónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Túnel de viento transónico
Onda de choque
Perturbación de presión
Características de oscilación
Campo de flujo
Capa límite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Las características inestables de la segunda garganta de un túnel de viento transónico tienen una influencia importante en el diseño y la prueba del túnel de viento. Por lo tanto, se estudiaron las características de oscilación forzada mediante un método de simulación numérica. La ecuación gobernante fue la ecuación de Navier-Stokes viscosa y compresible no estacionaria. Bajo la perturbación de presión sinusoidal de la salida del dominio computacional, la onda de choque presenta un claro estado de oscilación forzada, y la onda de choque cambia periódicamente su posición. Bajo una perturbación de presión del 1%, el desplazamiento de la onda de choque alcanza los 150 mm. Además, ocurre un sobreimpulso cuando la onda de choque se mueve río arriba o río abajo. La interferencia entre la onda de choque y la capa límite es muy sensible a las características de movimiento de la onda de choque, lo que resulta en una transformación de la simetría del campo de flujo. El campo de flujo aguas abajo de la onda de choque exhibe cambios estructurales periódicos. En comparación con el cambio de presión en la salida, el cambio de presión cerca de la onda de choque tiene un retraso de fase. La perturbación creciente cerca de la onda de choque muestra un claro efecto de amplificación. La perturbación de presión cerca de la onda de choque tuvo un efecto de amplificación obvio, y su cantidad de fluctuación alcanzó el 16% bajo la perturbación de presión del 1%. La tendencia de variación de la fuerza en la pared de la segunda garganta, el número de Mach en la frente de onda y el número de Mach en la sección de prueba con el tiempo es similar a la de la perturbación aguas abajo, pero no tiene un efecto de seguimiento completo, lo que indica que la perturbación de presión puede propagarse a la sección de prueba a través de la capa límite o el espacio de choque. Sin embargo, el estrangulamiento de la segunda garganta aún puede controlar la estabilidad del número de Mach en la sección de prueba. Las características dinámicas de la oscilación del choque están relacionadas con la amplitud y la frecuencia de la perturbación de presión aplicada. El desplazamiento del choque disminuye con el aumento de la frecuencia de excitación. Cuando la frecuencia de excitación es superior a 125 Hz, el campo de flujo básicamente no cambia.
Descripción
Las características inestables de la segunda garganta de un túnel de viento transónico tienen una influencia importante en el diseño y la prueba del túnel de viento. Por lo tanto, se estudiaron las características de oscilación forzada mediante un método de simulación numérica. La ecuación gobernante fue la ecuación de Navier-Stokes viscosa y compresible no estacionaria. Bajo la perturbación de presión sinusoidal de la salida del dominio computacional, la onda de choque presenta un claro estado de oscilación forzada, y la onda de choque cambia periódicamente su posición. Bajo una perturbación de presión del 1%, el desplazamiento de la onda de choque alcanza los 150 mm. Además, ocurre un sobreimpulso cuando la onda de choque se mueve río arriba o río abajo. La interferencia entre la onda de choque y la capa límite es muy sensible a las características de movimiento de la onda de choque, lo que resulta en una transformación de la simetría del campo de flujo. El campo de flujo aguas abajo de la onda de choque exhibe cambios estructurales periódicos. En comparación con el cambio de presión en la salida, el cambio de presión cerca de la onda de choque tiene un retraso de fase. La perturbación creciente cerca de la onda de choque muestra un claro efecto de amplificación. La perturbación de presión cerca de la onda de choque tuvo un efecto de amplificación obvio, y su cantidad de fluctuación alcanzó el 16% bajo la perturbación de presión del 1%. La tendencia de variación de la fuerza en la pared de la segunda garganta, el número de Mach en la frente de onda y el número de Mach en la sección de prueba con el tiempo es similar a la de la perturbación aguas abajo, pero no tiene un efecto de seguimiento completo, lo que indica que la perturbación de presión puede propagarse a la sección de prueba a través de la capa límite o el espacio de choque. Sin embargo, el estrangulamiento de la segunda garganta aún puede controlar la estabilidad del número de Mach en la sección de prueba. Las características dinámicas de la oscilación del choque están relacionadas con la amplitud y la frecuencia de la perturbación de presión aplicada. El desplazamiento del choque disminuye con el aumento de la frecuencia de excitación. Cuando la frecuencia de excitación es superior a 125 Hz, el campo de flujo básicamente no cambia.