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Modellierung der Treibstrahl-Wechselwirkung von Kleintriebwerken unter Hochvakuumbedingungen

Grabe, Martin (2017) Modellierung der Treibstrahl-Wechselwirkung von Kleintriebwerken unter Hochvakuumbedingungen. DLR-Forschungsbericht. DLR-FB-2017-42. Dissertation. DLR.

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Kurzfassung

Zwei identische, wechselwirkende Stickstoff-Treibstrahlen aus parallel angeordneten Kaltgastriebwerken werden in dieser Arbeit numerisch nachgebildet und Wechselwirkungsphänomene stromab und stromauf der Düsenaustrittsebene in ihrer Abhängigkeit vom Düsenabstand analysiert. Die Reynolds-Zahl am Düsenhals ist etwa 15000. Der näherungsweise isentrope Strahlkern wird hier mit dem Navier-Stokes-Löser TAU des DLR berechnet. Strömungsfeldgrößen entlang einer geeigneten Schnittstelle geben die Randbedingungen für ein Direct­Simulation Monte-Carlo-(DSMC)-Verfahren zur Berechnung der Strahlexpansion vor. Es wird ein Verfahren beschrieben, mit dem gemessene und berechnete Massefluss-Profile verglichen werden können. Die hier berechneten Masseflüsse stimmen überwiegend gut mit vorhandenen Messungen überein. Durch Markierung der DSMC-Partikelnach ihrem Ursprung kann das wechselseitige Eindringen der Strahlen detailliert untersucht werden. Es wird gezeigt, dass die Streuung stark verdünnter Strömung eines Strahls am dichten Kern des jeweiligen Nachbarstrahls die Ursache für die zuvor beobachtete zusätzliche Rückströmung ist. Die so entstehende Verstärkung der Rückströmung kann aus dem Strömungsfeld eines einzelnen, ungestört expandierenden Strahls ermittelt werden.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113934/
Dokumentart:Berichtsreihe (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Titel:Modellierung der Treibstrahl-Wechselwirkung von Kleintriebwerken unter Hochvakuumbedingungen
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grabe, Martinmartin.grabe (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
ISSN:1434-8454
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Treibstrahlen, Wechselwirkung, DSMC, Patterson-Sonde, Rückströmung
Institution:DLR
Abteilung:Raumfahrzeuge
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Raumfahrzeugsysteme - Anlagen u. Messtechnik (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:13 Dez 2017 14:41
Letzte Änderung:14 Jul 2022 16:56

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