Investigación Numérica sobre el Control NS-SDBD de una Entrada Hipersónica en Modo Fuera de Diseño
Autores: Yan, Yilun; Wang, Jiangfeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Numérica sobre el Control NS-SDBD de una Entrada Hipersónica en Modo Fuera de Diseño
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rendimiento
Entrada de scramjet
Control de flujo
NS-SDBD
Flujos hipersónicos
Onda de compresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
El rendimiento general de una entrada de scramjet disminuirá al entrar en modo fuera de diseño. El control activo del flujo utilizando descarga de barrera dieléctrica superficial de nanosegundos (NS-SDBD) puede ser una solución novedosa para tales problemas de desactivación de la entrada. Los actuadores NS-SDBD se despliegan en la superficie de la sección de compresión interna, controlando las ondas de choque y el área de separación. Se llevan a cabo simulaciones numéricas de flujos hipersónicos utilizando la ecuación de Navier-Stokes promedio de Reynolds compresible (RANS), junto con el modelo fenomenológico de plasma que se añade como término de fuente de energía. Se analizan las estructuras de flujo y la evolución de los parámetros de rendimiento. Los resultados muestran que los actuadores NS-SDBD son capaces de aumentar la presión estática detrás de la onda de choque del capó, aumentando la presión total aguas abajo. El efecto de compresión se vuelve más fuerte al aumentar la frecuencia o acortar el espacio entre los actuadores. En condiciones de desactivación de la entrada, la onda de compresión generada por el actuador empuja el punto de reatachamiento hacia adelante, haciendo que la burbuja de separación sea más larga en longitud y más corta en altura, lo que reduce la fuerza de la onda de choque de separación. Los resultados proporcionan una base numérica para el control del estado de una entrada hipersónica.
Descripción
El rendimiento general de una entrada de scramjet disminuirá al entrar en modo fuera de diseño. El control activo del flujo utilizando descarga de barrera dieléctrica superficial de nanosegundos (NS-SDBD) puede ser una solución novedosa para tales problemas de desactivación de la entrada. Los actuadores NS-SDBD se despliegan en la superficie de la sección de compresión interna, controlando las ondas de choque y el área de separación. Se llevan a cabo simulaciones numéricas de flujos hipersónicos utilizando la ecuación de Navier-Stokes promedio de Reynolds compresible (RANS), junto con el modelo fenomenológico de plasma que se añade como término de fuente de energía. Se analizan las estructuras de flujo y la evolución de los parámetros de rendimiento. Los resultados muestran que los actuadores NS-SDBD son capaces de aumentar la presión estática detrás de la onda de choque del capó, aumentando la presión total aguas abajo. El efecto de compresión se vuelve más fuerte al aumentar la frecuencia o acortar el espacio entre los actuadores. En condiciones de desactivación de la entrada, la onda de compresión generada por el actuador empuja el punto de reatachamiento hacia adelante, haciendo que la burbuja de separación sea más larga en longitud y más corta en altura, lo que reduce la fuerza de la onda de choque de separación. Los resultados proporcionan una base numérica para el control del estado de una entrada hipersónica.