Investigación sobre el Método de Zoom para Determinar el Flujo, la Transferencia de Calor y la Radiación Infrarroja de un Vehículo Hipersónico que Respira Aire Alimentado por un Scramjet
Autores: Wei, Xin; Shi, Xiaojuan; Ji, Honghu; Hu, Jinlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre el Método de Zoom para Determinar el Flujo, la Transferencia de Calor y la Radiación Infrarroja de un Vehículo Hipersónico que Respira Aire Alimentado por un Scramjet
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Radiación infrarroja
Vehículo hipersónico de respiración de aire
Scramjet
Campo de flujo
Transferencia de calor
Cámara de combustión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Para estudiar las características de la radiación infrarroja de un vehículo hipersónico de respiración de aire impulsado por un scramjet, es necesario resolver el campo de flujo interno y externo del vehículo hipersónico de respiración de aire. Debido a la complejidad y dificultad de resolver el flujo tridimensional y el proceso de transferencia de calor en un quemador de scramjet, se estableció un método de cálculo cuasi-unidimensional. Utilizando tecnología de zoom, se empleó una combinación de simulación cuasi-unidimensional dentro de la cámara de combustión y simulación numérica tridimensional en otras partes del vehículo para obtener el campo de flujo. La precisión del método de zoom para determinar el flujo, la transferencia de calor y la radiación infrarroja se verificó mediante comparación con datos experimentales. Los resultados muestran que bajo la condición de vuelo de Ma = 6, la temperatura del gas y el flujo de calor en la cámara de combustión del scramjet primero aumentaron y luego disminuyeron a lo largo de la dirección del flujo. El número de Mach de la estela era menor que el del flujo libre, mientras que la velocidad de la estela era ligeramente mayor. En el rango de longitud de onda de 3-5 m, a medida que aumentaba el ángulo de acimut, la intensidad de radiación integrada del vehículo hipersónico de respiración de aire mostró una distribución característica en forma de pera.
Descripción
Para estudiar las características de la radiación infrarroja de un vehículo hipersónico de respiración de aire impulsado por un scramjet, es necesario resolver el campo de flujo interno y externo del vehículo hipersónico de respiración de aire. Debido a la complejidad y dificultad de resolver el flujo tridimensional y el proceso de transferencia de calor en un quemador de scramjet, se estableció un método de cálculo cuasi-unidimensional. Utilizando tecnología de zoom, se empleó una combinación de simulación cuasi-unidimensional dentro de la cámara de combustión y simulación numérica tridimensional en otras partes del vehículo para obtener el campo de flujo. La precisión del método de zoom para determinar el flujo, la transferencia de calor y la radiación infrarroja se verificó mediante comparación con datos experimentales. Los resultados muestran que bajo la condición de vuelo de Ma = 6, la temperatura del gas y el flujo de calor en la cámara de combustión del scramjet primero aumentaron y luego disminuyeron a lo largo de la dirección del flujo. El número de Mach de la estela era menor que el del flujo libre, mientras que la velocidad de la estela era ligeramente mayor. En el rango de longitud de onda de 3-5 m, a medida que aumentaba el ángulo de acimut, la intensidad de radiación integrada del vehículo hipersónico de respiración de aire mostró una distribución característica en forma de pera.