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Towards Direct Numerical Simulation of Hypersonic Transition Delay Via Distributed Wall Porosity

Sousa, Victor C. B. und Wartemann, Viola und Wagner, Alexander und Scalo, Carlo (2019) Towards Direct Numerical Simulation of Hypersonic Transition Delay Via Distributed Wall Porosity. In: AIAA Scitech Forum, 2019. AIAA Science and Technology Forum and Exposition (AIAA SciTech 2019), 2019-01-07 - 2019-01-11, San Diego, California, USA. doi: 10.2514/6.2019-2151.

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Kurzfassung

The present manuscript outlines the progress made towards conducting a numerical analysis using three-dimensional direct numerical simulation (DNS) of transition to turbulence in a hypersonic boundary layer over a sharp cone, including the effects of acoustic energy absorption of a carbon/carbon (C/C) porous insert. Previous experimental studies proved the effectiveness of C/C in achieving hypersonic boundary layer transition delay and the current numerical study assesses its influence on high speed transition by modeling the C/C acoustic response as a complex impedance boundary condition (IBC). Simulations of a spatially developing boundary layer over a conical model, perturbed near the inflow by a pseudo-random forcing function, are performed with impermeable and porous walls. The current numerical scheme used is shown to be unstable after the appearance of the shocklets inside turbulent spots during transition and comparisons between results over impermeable and porous surfaces are made up to onset of transition. Nonetheless, the effectiveness of wall porosity in attenuating second-mode waves is demonstrated once again. The IBCs are also reactive to the three-dimensional overlying transitional turbulent flow, resulting in intense local regions of negative acoustic flux (i.e. acoustic energy leaving the domain), most likely associated with bursting events.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/125667/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Towards Direct Numerical Simulation of Hypersonic Transition Delay Via Distributed Wall Porosity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sousa, Victor C. B.vsousa (at) purdue.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wartemann, Violaviola.wartemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, AlexanderAlexander.Wagner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scalo, Carloscalo (at) purdue.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2019
Erschienen in:AIAA Scitech Forum, 2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2019-2151
Status:veröffentlicht
Stichwörter:hypersonic boundary-layer, second mode, carbon/carbon (C/C), direct numerical simulation (DNS), linear stability theory (LST), transition control
Veranstaltungstitel:AIAA Science and Technology Forum and Exposition (AIAA SciTech 2019)
Veranstaltungsort:San Diego, California, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:7 Januar 2019
Veranstaltungsende:11 Januar 2019
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 - Shefex III (alt), R - Projekt ReFEx - Reusability Flight Experiment
Standort: Braunschweig , Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, BS
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Wartemann, Viola
Hinterlegt am:07 Jan 2019 16:25
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:29

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