Caracterización del flujo del tubo Ludwieg hipersónico de UTSA
Autores: Hoffman, Eugene N. A.; LaLonde, Elijah J.; Andrade, Angelina; Chen, Ivana; Bilbo, Hayden A.; Combs, Christopher S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Caracterización del flujo del tubo Ludwieg hipersónico de UTSA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Hipersónico
Instalación de impulso
Sonda Pitot
Número de Mach
Simulaciones numéricas
Turbulencia de flujo libre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La caracterización de una instalación de impulso hipersónico se realiza utilizando una variedad de métodos, incluyendo escaneos con sonda Pitot, velocimetría de imagen de partículas e imágenes de schlieren para verificar propiedades como la velocidad, el número de Mach, el grosor de la capa límite en la pared y los niveles de intensidad de turbulencia en el flujo libre. Los resultados experimentales se comparan con las simulaciones numéricas de la instalación realizadas con Ansys Fluent para comparar las condiciones de diseño y operación. La presentación de resultados en este manuscrito se precede de una descripción de la instalación y sus capacidades. La instalación del tubo Ludwieg de UTSA puede producir un flujo libre hipersónico con un número de Mach de 7.2 +/- 0.2 y números de Reynolds unitarios de hasta 200 x 10 m. Los perfiles de la sonda Pitot de la sección de prueba de 203 mm de lado indican un núcleo de flujo libre cuadrado de 152 +/- 10 mm con valores de intensidad de turbulencia que oscilan entre el 1% y el 2%. La imagen de schlieren de las ondas de choque oblicuas en un modelo de cuña de 15 grados proporcionó un medio alternativo para verificar el número de Mach. La velocimetría de imagen de partículas y los resultados anteriores de velocimetría de etiquetado molecular mostraron un buen acuerdo con los datos de la sonda Pitot y las simulaciones numéricas en los parámetros clave, incluyendo la velocidad del flujo libre, los perfiles de velocidad de la capa límite en la pared y el grosor de la capa límite en la pared.
Descripción
La caracterización de una instalación de impulso hipersónico se realiza utilizando una variedad de métodos, incluyendo escaneos con sonda Pitot, velocimetría de imagen de partículas e imágenes de schlieren para verificar propiedades como la velocidad, el número de Mach, el grosor de la capa límite en la pared y los niveles de intensidad de turbulencia en el flujo libre. Los resultados experimentales se comparan con las simulaciones numéricas de la instalación realizadas con Ansys Fluent para comparar las condiciones de diseño y operación. La presentación de resultados en este manuscrito se precede de una descripción de la instalación y sus capacidades. La instalación del tubo Ludwieg de UTSA puede producir un flujo libre hipersónico con un número de Mach de 7.2 +/- 0.2 y números de Reynolds unitarios de hasta 200 x 10 m. Los perfiles de la sonda Pitot de la sección de prueba de 203 mm de lado indican un núcleo de flujo libre cuadrado de 152 +/- 10 mm con valores de intensidad de turbulencia que oscilan entre el 1% y el 2%. La imagen de schlieren de las ondas de choque oblicuas en un modelo de cuña de 15 grados proporcionó un medio alternativo para verificar el número de Mach. La velocimetría de imagen de partículas y los resultados anteriores de velocimetría de etiquetado molecular mostraron un buen acuerdo con los datos de la sonda Pitot y las simulaciones numéricas en los parámetros clave, incluyendo la velocidad del flujo libre, los perfiles de velocidad de la capa límite en la pared y el grosor de la capa límite en la pared.