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Numerical Investigation of Second Mode Attenuation over Carbon/Carbon Surfaces on a Sharp Slender Cone

Sousa, Victor C. B. und Patel, Danish und Chapelier, J.-B. und Wagner, Alexander und Scalo, Carlo (2018) Numerical Investigation of Second Mode Attenuation over Carbon/Carbon Surfaces on a Sharp Slender Cone. In: 56th AIAA Aerospace Sciences Meeting. AIAA Science and Technology Forum and Exposition (SciTech 2018), 2018-01-08 - 2018-01-11, Kissimee, Florida USA. doi: 10.2514/6.2018-0350. ISBN 978-162410524-1.

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Offizielle URL: http://scitech.aiaa.org/

Kurzfassung

Axisymmetric numerical simulations of a spatially developing hypersonic boundary layer over a sharp 7°-half-angle cone at M= 7.5, inspired by the experimental investigations by Wagner (2015), were carried out. Simulations are first performed with impermeable (or solid) walls with a one-time broadband pulse excitation applied upstream to determine the most convectively-amplified frequencies resulting in the range 260kHz - 400kHz, consistent with experimental observations of second-mode instability waves. Subsequently, we introduce harmonic disturbances via continuous periodic suction and blowing at 270 kHz and 350 kHz. For each of these forcing frequencies complex impedance boundary conditions (IBC), modeling the acoustic response of two different carbon/carbon (C/C) ultrasonically absorptive porous surfaces, are applied at the wall. The IBCs are derived as an output of a pore-scale aeroacoustic analysis - the inverse Helmholtz Solver (iHS) - which is able to return the broadband real and imaginary components of the surface-averaged impedance. The introduction of the IBCs in all cases leads to a significant attenuation of the harmonically-forced second-mode wave. In particular, we observe a higher attenuation rate of the introduced waves with frequency of 350 kHz in comparison with 270 kHz, and, along with the iHS impedance results, we establish that the C/C surfaces absorb acoustic energy more effectively at higher frequencies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119061/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Numerical Investigation of Second Mode Attenuation over Carbon/Carbon Surfaces on a Sharp Slender Cone
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sousa, Victor C. B.vsousa (at) purdue.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Patel, Danishpatel472 (at) purdue.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chapelier, J.-B.jchapeli (at) purdue.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, AlexanderAlexander.Wagner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scalo, Carloscalo (at) purdue.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:56th AIAA Aerospace Sciences Meeting
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2018-0350
ISBN:978-162410524-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:hypersonic boundary-layer transition, ultrasonically absorptive coating, porous materials, acoustic absorption, UAT
Veranstaltungstitel:AIAA Science and Technology Forum and Exposition (SciTech 2018)
Veranstaltungsort:Kissimee, Florida USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:8 Januar 2018
Veranstaltungsende:11 Januar 2018
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 - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:08 Mai 2018 14:37
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:23

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