Características de flujo base y arrastre de un vehículo supersónico con flujos de chorro fríos y calientes de toberas
Autores: Kim, Yongchan; Nam, Junyeop; Roh, Tae-Seong; Lee, Hyoung Jin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Características de flujo base y arrastre de un vehículo supersónico con flujos de chorro fríos y calientes de toberas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Arrastre de base
Flujo supersónico
Flujo de gas caliente
Simulaciones numéricas
Configuraciones de boquillas
Onda de choque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El arrastre de base tiene un efecto significativo en el arrastre total de un proyectil en un flujo supersónico. En este documento, se analizan el arrastre de base y las características del flujo de gas frío y caliente en un flujo supersónico a través de simulaciones numéricas. El flujo de gas caliente se simula utilizando un código de aplicación de equilibrio químico basado en la combustión de hidrógeno. Se eligen dos tipos de configuraciones de boquilla, a saber, cónica y contorneada, para la simulación. Los resultados de la simulación revelan que el cambio en el arrastre de base es del 5 al 85% según los gases de inyección. En las condiciones sobreexpandidas y ligeramente subexpandidas, el arrastre de base disminuye en el flujo de gas caliente, debido a la débil onda de expansión causada por la expansión del flujo de la boquilla a alta temperatura, mientras que en la condición altamente subexpandida, el arrastre de base disminuye, debido a la fuerte onda de choque cerca de la base causada por la desviación de la región de recirculación hacia la pared del cuerpo. Además, las variaciones en las estructuras de flujo base se observan de manera diferente en comparación con el flujo frío; por ejemplo, se observa una débil onda de choque oblicua en la salida de la boquilla, un aumento en la distancia entre la onda de choque y la base, y la desviación de la región de recirculación basada en la pared del cuerpo.
Descripción
El arrastre de base tiene un efecto significativo en el arrastre total de un proyectil en un flujo supersónico. En este documento, se analizan el arrastre de base y las características del flujo de gas frío y caliente en un flujo supersónico a través de simulaciones numéricas. El flujo de gas caliente se simula utilizando un código de aplicación de equilibrio químico basado en la combustión de hidrógeno. Se eligen dos tipos de configuraciones de boquilla, a saber, cónica y contorneada, para la simulación. Los resultados de la simulación revelan que el cambio en el arrastre de base es del 5 al 85% según los gases de inyección. En las condiciones sobreexpandidas y ligeramente subexpandidas, el arrastre de base disminuye en el flujo de gas caliente, debido a la débil onda de expansión causada por la expansión del flujo de la boquilla a alta temperatura, mientras que en la condición altamente subexpandida, el arrastre de base disminuye, debido a la fuerte onda de choque cerca de la base causada por la desviación de la región de recirculación hacia la pared del cuerpo. Además, las variaciones en las estructuras de flujo base se observan de manera diferente en comparación con el flujo frío; por ejemplo, se observa una débil onda de choque oblicua en la salida de la boquilla, un aumento en la distancia entre la onda de choque y la base, y la desviación de la región de recirculación basada en la pared del cuerpo.