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Experiments on a smooth wall hypersonic boundary layer at Mach 6

Neeb, Dominik und Saile, Dominik und Gülhan, Ali (2018) Experiments on a smooth wall hypersonic boundary layer at Mach 6. Experiments in Fluids, 59 (4), Seiten 1-21. Springer Nature. doi: 10.1007/s00348-018-2518-z. ISSN 0723-4864.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00348-018-2518-z

Kurzfassung

The turbulent boundary layer along the surface of high-speed vehicles drives shear stress and heat flux. Although essential to the vehicle design, the understanding of compressible turbulent boundary layers at high Mach numbers is limited due to the lack of available data. This is particularly true if the surface is rough, which is typically the case for all technical surfaces. To validate a methodological approach, as initial step, smooth wall experiments were performed. A hypersonic turbulent boundary layer at Ma = 6 (Ma_e = 5.4) along a 7° sharp cone model at low Reynolds numbers Re_theta = 3000 was characterized. The mean velocities in the boundary layer were acquired by means of Pitot pressure and particle image velocimetry (PIV) measurements. Furthermore, the PIV data were used to extract turbulent intensities along the profile. The mean velocities in the boundary layer agree with numerical data, independent of the measurement technique. Based on the profile data, three different approaches to extract the skin friction velocity were applied and show favorable comparison to literature and numerical data. The extracted values were used for inner and outer scaling of the van Driest transformed velocity profiles which are in good agreement to incompressible theoretical data. Morkovin scaled turbulent intensities show ambiguous results compared to literature data which may be influenced by inflow turbulence level, particle lag and other measurement uncertainties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/121730/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experiments on a smooth wall hypersonic boundary layer at Mach 6
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Neeb, DominikDLRhttps://orcid.org/0000-0002-5848-3055NICHT SPEZIFIZIERT
Saile, DominikDominik.Saile (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4631-2072NICHT SPEZIFIZIERT
Gülhan, AliAli.Guelhan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 März 2018
Erschienen in:Experiments in Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:59
DOI:10.1007/s00348-018-2518-z
Seitenbereich:Seiten 1-21
Verlag:Springer Nature
ISSN:0723-4864
Status:veröffentlicht
Stichwörter:hypersonics, turbulent boundary layer, PIV, Pitot pressure, skin friction, Morkovin's hypothesis
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 - Rückkehrtechnologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien, KP
Hinterlegt von: Neeb, Dominik
Hinterlegt am:11 Dez 2018 10:20
Letzte Änderung:02 Nov 2023 11:39

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