Estructura del flujo detrás de un arreglo de pines en dirección spanwise en flujo supersónico
Autores: Lax, Philip A.; Elliott, Skye; Gordeyev, Stanislav; Kemnetz, Matthew R.; Leonov, Sergey B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estructura del flujo detrás de un arreglo de pines en dirección spanwise en flujo supersónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Caracterización experimental
Estructura de flujo compleja
Pines cilíndricos
Conducto supersónico
Configuraciones de dinámica de gases
Técnicas de visualización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo se centró en la caracterización experimental de una estructura de flujo compleja detrás de un arreglo de pines cilíndricos en flujo cruzado instalados en la pared de un conducto supersónico. Esta geometría simula varias configuraciones dinámicas de gas comunes, como un mezclador supersónico, una rejilla generadora de turbulencia o, en cierta medida, una aleta de rejilla. En este trabajo, la instrumentación empleada es esencialmente no intrusiva, incluyendo técnicas de integración en la dirección del ancho como (1) visualización de schlieren rápida y (2) sensores de frente de onda de Shack-Hartmann; y técnicas planas, a saber, (3) dispersión Mie de acetona y (4) fluorescencia inducida por láser plana de acetona. Un análisis de los datos adquiridos por estos métodos complementarios permitió la reconstrucción de un retrato tridimensional de las interacciones del flujo supersónico con un arreglo de pines discretos, incluyendo la estructura de la onda de choque, la zona de separación del frente, la zona de separación inducida por choque, la capa de cizallamiento y la zona de mezcla detrás de los pines. El objetivo principal de esta actividad fue utilizar diversas técnicas de visualización para adquirir detalles esenciales de un flujo compresible complejo en un amplio rango de escalas temporales y espaciales. En particular, se capturó una estructura fina en la capa de cizallamiento supersónico generada por las puntas de los pines mediante una técnica de dispersión Mie. Según las publicaciones disponibles, tales estructuras no han sido identificadas ni discutidas previamente. Otro resultado potencial de este trabajo es que los detalles revelados podrían ser utilizados para una validación adecuada del código en simulaciones numéricas.
Descripción
Este trabajo se centró en la caracterización experimental de una estructura de flujo compleja detrás de un arreglo de pines cilíndricos en flujo cruzado instalados en la pared de un conducto supersónico. Esta geometría simula varias configuraciones dinámicas de gas comunes, como un mezclador supersónico, una rejilla generadora de turbulencia o, en cierta medida, una aleta de rejilla. En este trabajo, la instrumentación empleada es esencialmente no intrusiva, incluyendo técnicas de integración en la dirección del ancho como (1) visualización de schlieren rápida y (2) sensores de frente de onda de Shack-Hartmann; y técnicas planas, a saber, (3) dispersión Mie de acetona y (4) fluorescencia inducida por láser plana de acetona. Un análisis de los datos adquiridos por estos métodos complementarios permitió la reconstrucción de un retrato tridimensional de las interacciones del flujo supersónico con un arreglo de pines discretos, incluyendo la estructura de la onda de choque, la zona de separación del frente, la zona de separación inducida por choque, la capa de cizallamiento y la zona de mezcla detrás de los pines. El objetivo principal de esta actividad fue utilizar diversas técnicas de visualización para adquirir detalles esenciales de un flujo compresible complejo en un amplio rango de escalas temporales y espaciales. En particular, se capturó una estructura fina en la capa de cizallamiento supersónico generada por las puntas de los pines mediante una técnica de dispersión Mie. Según las publicaciones disponibles, tales estructuras no han sido identificadas ni discutidas previamente. Otro resultado potencial de este trabajo es que los detalles revelados podrían ser utilizados para una validación adecuada del código en simulaciones numéricas.