Investigación Numérica sobre las Interacciones No Estacionarias de Olas de Choque/Vórtices/Capa Límite Turbulenta de un Vehículo Hipersónico durante su Separación de Carenado
Autores: Cui, Pengcheng; Jia, Hongyin; Chen, Jiangtao; Zhou, Guiyu; Wu, Xiaojun; Ma, Mingsheng; Li, Huan; Tang, Jing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Numérica sobre las Interacciones No Estacionarias de Olas de Choque/Vórtices/Capa Límite Turbulenta de un Vehículo Hipersónico durante su Separación de Carenado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículos hipersónicos
Separación del revestimiento
Vórtices
Ondas de choque
Interacciones de la capa límite
Fuerza aerodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos hipersónicos están atrayendo cada vez más atención ahora y en el futuro cercano, especialmente en las altitudes bajas cerca del espacio, de 20 km a 45 km. La separación confiable del capó protector del vehículo hipersónico es un requisito previo y un problema crítico para el éxito de toda la misión de vuelo. Las características de separación multi-cuerpo no estacionarias y las características de flujo de la separación del capó hipersónico a Mach 7.0 se investigan en este artículo basándose en simulaciones numéricas. Se utilizan el método de simulación de vórtices desprendidos retrasados mejorado (IDDES), el método de malla híbrida dinámica y el esquema numérico HLLE++ para garantizar la precisión numérica. Los resultados numéricos muestran que hay cuatro tipos de vórtices y tres tipos de ondas de choque dentro de los capós durante el proceso de separación, lo que genera interacciones complejas entre ondas de choque/vórtices/capa límite. Además, se encuentra un proceso no estacionario de expansión-transferencia-disipación de un vórtice de tipo A, que es el resultado de fuertes interacciones entre choque/vórtice/capa límite. El gradiente de presión adverso es la causa raíz que impulsa la generación y transferencia del vórtice de tipo A durante la separación del capó. Además, el proceso de transferencia del vórtice de tipo A solo dura 5.52 ms pero causa una gran perturbación en la fuerza aerodinámica del capó. Los resultados de este artículo podrían proporcionar una referencia para el diseño de vehículos hipersónicos en el espacio cercano.
Descripción
Los vehículos hipersónicos están atrayendo cada vez más atención ahora y en el futuro cercano, especialmente en las altitudes bajas cerca del espacio, de 20 km a 45 km. La separación confiable del capó protector del vehículo hipersónico es un requisito previo y un problema crítico para el éxito de toda la misión de vuelo. Las características de separación multi-cuerpo no estacionarias y las características de flujo de la separación del capó hipersónico a Mach 7.0 se investigan en este artículo basándose en simulaciones numéricas. Se utilizan el método de simulación de vórtices desprendidos retrasados mejorado (IDDES), el método de malla híbrida dinámica y el esquema numérico HLLE++ para garantizar la precisión numérica. Los resultados numéricos muestran que hay cuatro tipos de vórtices y tres tipos de ondas de choque dentro de los capós durante el proceso de separación, lo que genera interacciones complejas entre ondas de choque/vórtices/capa límite. Además, se encuentra un proceso no estacionario de expansión-transferencia-disipación de un vórtice de tipo A, que es el resultado de fuertes interacciones entre choque/vórtice/capa límite. El gradiente de presión adverso es la causa raíz que impulsa la generación y transferencia del vórtice de tipo A durante la separación del capó. Además, el proceso de transferencia del vórtice de tipo A solo dura 5.52 ms pero causa una gran perturbación en la fuerza aerodinámica del capó. Los resultados de este artículo podrían proporcionar una referencia para el diseño de vehículos hipersónicos en el espacio cercano.