Experimental and numerical investigations of transition laminar/turbulent on a capsule model in a hypersonic Ludwieg tube

高超声速路德维格管中胶囊模型的层流/湍流转变的实验和数值研究

基本信息

项目摘要

Transition laminar/turbulent of the three dimensional boundary layer on the windward side of blunt r-entry capsules with incidence will be investigated experimentally and numerically. The development of the relevant boundary layer instabilities and non-modal distortions will be thoroughly characterized. The numerical simulations are based on a two-dimensional eigenvalue method and extensions to solve the parabolized stability equations. They will also take into account optimal growth of non-modal distortions. The numerical results will be validated by using experimental data from time-resolved pressure measurements, heat transfer measurements and hot-wire measurements inside the bow shock of the capsule. Furthermore, freestream disturbances in the test section will be systematically measured by using different probe shapes and sensors. Well-defined roughness elements will be positioned on the capsule and their effect on the transition process will be documented. This includes single roughness elements and distributed roughness. The project prepares the ground for successful extrapolation of transition analysis to flight conditions in the long term.
本文采用实验和数值方法研究了具有入射角的钝式r入口胶囊迎风面三维边界层的过渡层流/湍流。有关边界层不稳定性和非模态畸变的发展将被彻底地描述。数值模拟是基于二维特征值法和扩展来求解抛物稳定性方程的。它们还将考虑非模态扭曲的最优增长。数值结果将通过时间分辨压力测量、传热测量和舱艏激波内部热线测量的实验数据进行验证。此外,将使用不同的探头形状和传感器系统地测量测试段中的自由流扰动。定义良好的粗糙度元件将被放置在胶囊上,它们对过渡过程的影响将被记录下来。这包括单个粗糙度元素和分布粗糙度。该项目为成功地将过渡分析推断为长期飞行条件奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(15)
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Experimental Investigations of Roughness Effects on Transition on Blunt Spherical Capsule Shapes
  • DOI:
    10.2514/6.2018-0059
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Radespiel;S. R. C. Ali;R. Bowersox;Andrew Leidy;H. Tanno;Lindsay C. Kirk;E. Reshotko
  • 通讯作者:
    R. Radespiel;S. R. C. Ali;R. Bowersox;Andrew Leidy;H. Tanno;Lindsay C. Kirk;E. Reshotko
Cross-flow-type breakdown induced by distributed roughness in the boundary layer of a hypersonic capsule configuration
高超声速胶囊结构边界层分布粗糙度引起的错流型击穿
  • DOI:
    10.1017/jfm.2018.706
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    A. Di Giovanni;C. Stemmer
  • 通讯作者:
    C. Stemmer
Inclined slow acoustic waves incident to stagnation point probes in supersonic flow
超音速流中入射到驻点探头的倾斜慢声波
  • DOI:
    10.1017/jfm.2019.121
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    T. Schilden;W. Schröder
  • 通讯作者:
    W. Schröder
Numerical Investigation of Roughness Effects on Transition on Spherical Capsules.
粗糙度对球形胶囊过渡影响的数值研究
  • DOI:
    10.2514/6.2018-0058
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    S. Hein;A. Theiss;A. Di Giovanni;C. Stemmer;T. Schilden;W. Schröder;P. Paredes;M. M. Choudhari;E. Reshotko
  • 通讯作者:
    E. Reshotko
New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics XI
数值和实验流体力学 XI 的新成果
  • DOI:
    10.1007/978-3-319-64519-3
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Di Giovanni;C. Stemmer
  • 通讯作者:
    C. Stemmer
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