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The absence of a dense potential core in supercritical Injection: A thermal break-up mechanism

Banuti, Daniel und Hannemann, Klaus (2016) The absence of a dense potential core in supercritical Injection: A thermal break-up mechanism. Physics of Fluids, 28 (3), Seiten 1-19. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/1.4943038. ISSN 1070-6631.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1063/1.4943038

Kurzfassung

Certain experiments in quasi-isobaric supercritical injection remain unexplained by the current state of theory: Without developing a constant value potential core as expected from the mechanical view of break-up, density is observed to drop immediately upon entering the chamber. Furthermore, this phenomenon has never been captured in computational fluid dynamics (CFD) despite having become a de facto standard case for real fluid CFD validation. In this paper, we present strong evidence for a thermal jet disintegration mechanism (in addition to classical mechanical break-up) which resolves both the theoretical and the computational discrepancies. A new interpretation of supercritical jet disintegration is introduced, based on pseudo-boiling, a nonlinear supercritical transition from gas-like to liquid-like states. We show that thermal disintegration may dominate classical mechanical break-up when heat transfer takes place in the injector and when the fluid state is sufficiently close to the pseudo-boiling point. A procedure which allows to capture subsided cores with standard CFD is provided and demonstrated.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/104045/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:AIP Publishing
Titel:The absence of a dense potential core in supercritical Injection: A thermal break-up mechanism
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Banuti, Danield.banuti (at) stanford.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hannemann, KlausKlaus.Hannemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9653-4087NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 März 2016
Erschienen in:Physics of Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:28
DOI:10.1063/1.4943038
Seitenbereich:Seiten 1-19
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTAIP Publishing LLC.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:1070-6631
Status:veröffentlicht
Stichwörter:supercritical injection, cryogenic, dense core
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
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DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
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Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge
Hinterlegt von: Hannemann, Prof. Dr. Klaus
Hinterlegt am:18 Jul 2016 10:09
Letzte Änderung:03 Nov 2023 08:02

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