Simulación numérica de la fluctuación de presión cerca de una esquina de expansión en un flujo supersónico de M = 3.01
Autores: Zhang, Lei; Wu, Zi-Niu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Simulación numérica de la fluctuación de presión cerca de una esquina de expansión en un flujo supersónico de M = 3.01
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Influencia
Esquina de expansión
Fluctuación de presión
Flujo supersónico
Vehículos
Cprms
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La influencia de la esquina de expansión en la fluctuación de presión es un tema importante en el flujo supersónico alrededor de vehículos de alta velocidad. Estudios anteriores han aclarado cómo la esquina de expansión altera la raíz cuadrada media del coeficiente de presión fluctuante (Cprms) y la densidad espectral de potencia (PSD) sin considerar cómo estas propiedades fluctuantes están relacionadas con ondas compresibles. En este artículo, utilizamos características para determinar la dirección de propagación de las ondas e identificamos tres zonas: la zona U, la zona M y la zona D, dentro de las cuales tanto Cprms como PSD probablemente mostrarán comportamientos diferentes a través de la capa límite. La zona U está aguas arriba de la línea característica de la segunda familia y pasa a través de la esquina. La zona D está aguas abajo de la línea característica de la primera familia y pasa a través de la esquina. La zona intermedia se encuentra entre la zona U y la zona D. Los resultados de Cprms y PSD en diferentes capas dentro de la capa límite se obtienen mediante cálculos numéricos a través de una Simulación de Vórtices Desprendidos (DES). Se encontró que en la zona U y la zona D, tanto Cprms como PSD son iguales en diferentes capas dentro de la capa límite. Sin embargo, en la zona M, tanto Cprms como PSD pueden variar en diferentes capas y esta variación ocurre en la banda de alta frecuencia aguas arriba de la esquina y en la banda de frecuencia media aguas abajo de la esquina. Se utiliza tentativamente un mecanismo de retroalimentación para explicar la diferencia en la distribución espacial de las propiedades de fluctuación dentro de la zona M.
Descripción
La influencia de la esquina de expansión en la fluctuación de presión es un tema importante en el flujo supersónico alrededor de vehículos de alta velocidad. Estudios anteriores han aclarado cómo la esquina de expansión altera la raíz cuadrada media del coeficiente de presión fluctuante (Cprms) y la densidad espectral de potencia (PSD) sin considerar cómo estas propiedades fluctuantes están relacionadas con ondas compresibles. En este artículo, utilizamos características para determinar la dirección de propagación de las ondas e identificamos tres zonas: la zona U, la zona M y la zona D, dentro de las cuales tanto Cprms como PSD probablemente mostrarán comportamientos diferentes a través de la capa límite. La zona U está aguas arriba de la línea característica de la segunda familia y pasa a través de la esquina. La zona D está aguas abajo de la línea característica de la primera familia y pasa a través de la esquina. La zona intermedia se encuentra entre la zona U y la zona D. Los resultados de Cprms y PSD en diferentes capas dentro de la capa límite se obtienen mediante cálculos numéricos a través de una Simulación de Vórtices Desprendidos (DES). Se encontró que en la zona U y la zona D, tanto Cprms como PSD son iguales en diferentes capas dentro de la capa límite. Sin embargo, en la zona M, tanto Cprms como PSD pueden variar en diferentes capas y esta variación ocurre en la banda de alta frecuencia aguas arriba de la esquina y en la banda de frecuencia media aguas abajo de la esquina. Se utiliza tentativamente un mecanismo de retroalimentación para explicar la diferencia en la distribución espacial de las propiedades de fluctuación dentro de la zona M.