Medición de las Velocidades de Convección en una Capa Límite Turbulenta Hipersónica Usando un Interferómetro Diferencial Láser Enfocado Cilíndricamente de Dos Puntos
Autores: Huang, Ranran; Xue, Tao; Wu, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Medición de las Velocidades de Convección en una Capa Límite Turbulenta Hipersónica Usando un Interferómetro Diferencial Láser Enfocado Cilíndricamente de Dos Puntos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Láser
Interferómetro
Capa límite
Velocidad convectiva
Radiación de ruido
Perturbaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Se utilizó un sistema de interferómetro diferencial láser de enfoque cilíndrico de dos puntos (2P-CFLDI) y un Schlieren convencional tipo Z para medir la capa límite turbulenta hipersónica en una placa plana a un número de Mach = 6 y un número de Reynolds = 1.08 x 10 m. El grosor de la capa límite en la ubicación de medición y el ángulo de radiación de ruido se obtuvieron mediante el procesamiento posterior de la imagen Schlieren. Los datos del 2P-CFLDI se sometieron a un análisis de correlación cruzada para calcular las velocidades convectivas medias a diferentes alturas y se compararon con resultados experimentales y numéricos anteriores. Las velocidades convectivas medias medidas experimentalmente coinciden con la tendencia de los resultados DNS y experimentales disponibles. La velocidad convectiva media cerca de la pared es significativamente mayor que la velocidad media local y es la principal región de origen de ruido. Un tratamiento de filtrado adicional muestra que la velocidad convectiva de la estructura perturbada disminuye gradualmente con el aumento de la escala de perturbación. Las diferencias entre las velocidades convectivas a diferentes escalas son significativamente mayores fuera de la capa límite que dentro de la capa límite, lo que concuerda con los hallazgos de los experimentos anteriores con hilo caliente. Cerca de la pared, las perturbaciones a gran escala determinan principalmente la velocidad convectiva media localizada, que es la principal fuente de radiación de ruido para la capa límite turbulenta hipersónica.
Descripción
Se utilizó un sistema de interferómetro diferencial láser de enfoque cilíndrico de dos puntos (2P-CFLDI) y un Schlieren convencional tipo Z para medir la capa límite turbulenta hipersónica en una placa plana a un número de Mach = 6 y un número de Reynolds = 1.08 x 10 m. El grosor de la capa límite en la ubicación de medición y el ángulo de radiación de ruido se obtuvieron mediante el procesamiento posterior de la imagen Schlieren. Los datos del 2P-CFLDI se sometieron a un análisis de correlación cruzada para calcular las velocidades convectivas medias a diferentes alturas y se compararon con resultados experimentales y numéricos anteriores. Las velocidades convectivas medias medidas experimentalmente coinciden con la tendencia de los resultados DNS y experimentales disponibles. La velocidad convectiva media cerca de la pared es significativamente mayor que la velocidad media local y es la principal región de origen de ruido. Un tratamiento de filtrado adicional muestra que la velocidad convectiva de la estructura perturbada disminuye gradualmente con el aumento de la escala de perturbación. Las diferencias entre las velocidades convectivas a diferentes escalas son significativamente mayores fuera de la capa límite que dentro de la capa límite, lo que concuerda con los hallazgos de los experimentos anteriores con hilo caliente. Cerca de la pared, las perturbaciones a gran escala determinan principalmente la velocidad convectiva media localizada, que es la principal fuente de radiación de ruido para la capa límite turbulenta hipersónica.