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Numerical Simulation of Nozzle Flow into High Vacuum Using Kinetic and Continuum Approaches

Grabe, Martin und Boettcher, Rolf-Detlef und Fasoulas, Stefanos und Hannemann, Klaus (2010) Numerical Simulation of Nozzle Flow into High Vacuum Using Kinetic and Continuum Approaches. In: New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics VII Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, 112. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. Seiten 423-430. ISBN 978-3-642-14242-0. ISSN 1612-2909

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Offizielle URL: http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-642-14243-7_52

Kurzfassung

Laminar nitrogen flow expanding through a conical nozzle into high vacuum is to be numerically reproduced and compared to available experimental data. As the gas density varies quickly by several orders of magnitude, leading to high rarefaction and thermal non-equilibrium, standard (continuum) CFD tools are not sufficient to accurately model the expanding flow. In the work presented here, the efficiency of Navier-Stokes solvers is to be exploited where applicable, supplying the boundary conditions for a kinetic Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) solver to handle the domain of rarefaction and non-equilibrium. The hypersonic character of the flow suggests to attempt a pure downstream coupling. The validity of this approach is to be verified.

Dokumentart:Beitrag im Sammelband
Titel:Numerical Simulation of Nozzle Flow into High Vacuum Using Kinetic and Continuum Approaches
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Grabe, Martinmartin.grabe@dlr.de
Boettcher, Rolf-DetlefDLR
Fasoulas, StefanosTU Dresden
Hannemann, Klausklaus.hannemann@dlr.de
Datum:2010
Erschienen in:New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics VII
Referierte Publikation:Ja
Band:112
DOI :10.1007/978-3-642-14243-7_52
Seitenbereich:Seiten 423-430
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Dillmann, AndreasDLR
Heller, GerdAirbus Deutschland
Klaas, MichaelAerodynamisches Institut und Lehrstuhl für Strömungslehre, RWTH Aachen
Kreplin, Hans-PeterDLR
Nitsche, WolfgangTU Berlin
Schröder, WolfgangAerodynamisches Institut und Lehrstuhl für Strömungslehre, RWTH Aachen
Verlag:Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
Name der Reihe:Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design
ISSN:1612-2909
ISBN:978-3-642-14242-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:DSMC, rarefied, plume expansion
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HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W RP - Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Grundlagen Raumtransport - numerische Verfahren (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge
Hinterlegt von: Martin Grabe
Hinterlegt am:18 Apr 2011 13:23
Letzte Änderung:20 Apr 2015 08:55

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