Hein, Stefan und Theiß, Alexander und Di Giovanni, Antonio und Stemmer, Christian und Schilden, Thomas und Schröder, Wolfgang und Paredes, Pedro und Choudhari, Meelan M. und Li, Fei und Reshotko, Eli (2019) Numerical Investigation of Roughness Effects on Transition on Spherical Capsules. Journal of Spacecraft and Rockets, 56 (2), Seiten 388-404. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.A34247. ISSN 0022-4650.
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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.A34247
Kurzfassung
To address the hitherto unknown mechanism of boundary-layer transition on blunt reentry capsules, the role of roughness-induced disturbance growth on a spherical-section forebody is assessed via optimal transient growth theory and direct numerical simulations (DNS). Optimal transient-growth studies have been performed for the blunt capsule experiments at Mach 5.9 in the Hypersonic Ludwieg tube Braunschweig (HLB) of the Technische Universität Braunschweig, which included measurements behind a patch of controlled, distributed micron-sized surface roughness. Transient-growth results for the HLB capsule indicate similar trends as the corresponding numerical data for a Mach 6 experiment in the Actively Controlled Expansion (ACE) facility of the Texas A&M University (TAMU) at a lower Reynolds number. Both configurations indicate a similar dependence on surface temperature ratio, and more important, rather low values of maximum energy gain. DNS are performed for the conditions of the HLB experiment to understand the generation of stationary disturbances by the roughness patch and the accompanying evolution of unsteady perturbations. However, no evidence of either modal or nonmodal disturbance growth in the wake of the roughness patch is found in the DNS data; thus, the physical mechanism underlying the observed onset of transition still remains unknown.
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zusätzliche Informationen: | ISSN: 0022-4650 (print) EISSN: 1533-6794 (online) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Numerical Investigation of Roughness Effects on Transition on Spherical Capsules | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 29 Januar 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of Spacecraft and Rockets | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 56 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.2514/1.A34247 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 388-404 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Herausgeber: |
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Verlag: | American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0022-4650 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | laminar-turbulent transition, blunt re-entry capsule, surface roughness, transient growth, direct numerical simulation (DNS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Luftfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Flugzeuge | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Luftfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | L AR - Aircraft Research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | L - Simulation und Validierung (alt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Göttingen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hochgeschwindigkeitskonfigurationen, GO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Hein, Dr.-Ing. Stefan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 19 Feb 2019 15:13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 22 Nov 2023 07:26 |
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