Control del flujo supersónico asistido por plasma sobre una rampa de compresión
Autores: Watanabe, Yasumasa; Houpt, Alec; Leonov, Sergey B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Control del flujo supersónico asistido por plasma sobre una rampa de compresión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Descarga eléctrica
Estructura de flujo
Rampa de compresión
Flujo supersónico
Control de plasma
Distribución de presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio considera el efecto de una descarga eléctrica en la estructura del flujo cerca de una rampa de compresión de 19.4 grados en un flujo supersónico Mach-2. Los experimentos se llevaron a cabo en el túnel de viento supersónico SBR-50 en la Universidad de Notre Dame. La temperatura y presión de estancamiento se variaron en un rango de 294-600 K y 1-3 bar, respectivamente, para alcanzar varios números de Reynolds que oscilan entre 5.3 x 10 y 3.4 x 10, basados en la distancia entre la salida de la boquilla Mach-2 y el borde de ataque de la rampa. Se utilizaron mediciones de presión en la superficie, visualización de schlieren, mediciones de voltaje y corriente de descarga, y imágenes de plasma con una cámara de alta velocidad para evaluar la autoridad de control del plasma sobre la distribución de presión en la rampa. El plasma generado frente a la rampa de compresión desplazó la posición del choque desde la esquina de la rampa hasta la ubicación del electrodo, formando una zona de separación de flujo delante de la rampa. Se encontró que la presión en la superficie de compresión se redujo casi linealmente con la potencia del plasma. La relación del cambio de presión con la presión de estancamiento del flujo también fue una función creciente de la relación de la potencia del plasma con el flujo de entalpía, lo que indica que la efectividad del control del plasma relacionado con la tarea osciló entre 17.5 y 25.
Descripción
Este estudio considera el efecto de una descarga eléctrica en la estructura del flujo cerca de una rampa de compresión de 19.4 grados en un flujo supersónico Mach-2. Los experimentos se llevaron a cabo en el túnel de viento supersónico SBR-50 en la Universidad de Notre Dame. La temperatura y presión de estancamiento se variaron en un rango de 294-600 K y 1-3 bar, respectivamente, para alcanzar varios números de Reynolds que oscilan entre 5.3 x 10 y 3.4 x 10, basados en la distancia entre la salida de la boquilla Mach-2 y el borde de ataque de la rampa. Se utilizaron mediciones de presión en la superficie, visualización de schlieren, mediciones de voltaje y corriente de descarga, y imágenes de plasma con una cámara de alta velocidad para evaluar la autoridad de control del plasma sobre la distribución de presión en la rampa. El plasma generado frente a la rampa de compresión desplazó la posición del choque desde la esquina de la rampa hasta la ubicación del electrodo, formando una zona de separación de flujo delante de la rampa. Se encontró que la presión en la superficie de compresión se redujo casi linealmente con la potencia del plasma. La relación del cambio de presión con la presión de estancamiento del flujo también fue una función creciente de la relación de la potencia del plasma con el flujo de entalpía, lo que indica que la efectividad del control del plasma relacionado con la tarea osciló entre 17.5 y 25.