Un método de simulación multifidelidad para el flujo interno y externo de un sistema de propulsión hipersónica que utiliza aire
Autores: Liu, Jun; Yuan, Huacheng; Zhang, Jinsheng; Kuang, Zheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método de simulación multifidelidad para el flujo interno y externo de un sistema de propulsión hipersónica que utiliza aire
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículos hipersónicos
Método de simulación
Sistemas de propulsión
Flujo externo
Flujo interno
Solucionador CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
A medida que los vehículos hipersónicos están altamente integrados, se desarrolla un método de simulación multifidelidad basado en un solucionador comercial para reducir el tiempo de simulación de dichos vehículos y sus sistemas de propulsión. Este método se caracteriza por un análisis numérico de alta fidelidad del flujo externo y un análisis numérico de baja fidelidad del flujo interno. El flujo externo de un sistema de propulsión se resuelve mediante las ecuaciones RANS. El flujo interno se modela mediante una ecuación cuasi-unidimensional. La interacción entre el flujo externo e interno está gobernada por un solucionador CFD a través de una función definida por el usuario (UDF). La distribución de presión estática adquirida del método de simulación multifidelidad está en concordancia con los datos experimentales, lo que indica que este método de simulación puede ser utilizado para estudiar la física del flujo de los sistemas de propulsión hipersónica a un costo razonable. Desde una perspectiva de diseño, los resultados indican que la fuerza horizontal aumenta con la relación de equivalencia de combustible, y el equilibrio de empuje se realiza a = 0.35. El empuje neto positivo se mantiene a lo largo del régimen de vuelo de 4 a 7, ya sea que el quemador opere en modo ramjet o scramjet.
Descripción
A medida que los vehículos hipersónicos están altamente integrados, se desarrolla un método de simulación multifidelidad basado en un solucionador comercial para reducir el tiempo de simulación de dichos vehículos y sus sistemas de propulsión. Este método se caracteriza por un análisis numérico de alta fidelidad del flujo externo y un análisis numérico de baja fidelidad del flujo interno. El flujo externo de un sistema de propulsión se resuelve mediante las ecuaciones RANS. El flujo interno se modela mediante una ecuación cuasi-unidimensional. La interacción entre el flujo externo e interno está gobernada por un solucionador CFD a través de una función definida por el usuario (UDF). La distribución de presión estática adquirida del método de simulación multifidelidad está en concordancia con los datos experimentales, lo que indica que este método de simulación puede ser utilizado para estudiar la física del flujo de los sistemas de propulsión hipersónica a un costo razonable. Desde una perspectiva de diseño, los resultados indican que la fuerza horizontal aumenta con la relación de equivalencia de combustible, y el equilibrio de empuje se realiza a = 0.35. El empuje neto positivo se mantiene a lo largo del régimen de vuelo de 4 a 7, ya sea que el quemador opere en modo ramjet o scramjet.