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Experimental study of bump effects on boundary-layer transition in compressible high Reynolds number flow

Costantini, Marco und Risius, Steffen und Koch, Stefan und Fuchs, Carsten und Gerhard, Uwe und Hein, Stefan und Klein, Christian (2019) Experimental study of bump effects on boundary-layer transition in compressible high Reynolds number flow. Experimental Thermal and Fluid Science, 106 (09), Seiten 234-254. Elsevier. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2019.04.027. ISSN 0894-1777.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2019.04.027

Kurzfassung

The influence of surface bumps on boundary-layer transition was experimentally investigated in the present work. The experiments were conducted in a (quasi-) two-dimensional flow at low to high subsonic Mach numbers and chord Reynolds numbers up to 10 million in the low-turbulence Cryogenic Ludwieg-Tube Göttingen. Various streamwise pressure gradients relevant for natural laminar flow surfaces were implemented. Quasi-two-dimensional bumps, with a sinusoidal shape in the streamwise direction (positive half of a sine), fixed length and three different heights, were installed on a two-dimensional flat-plate model. The model was equipped with temperature-sensitive paint for non-intrusive transition detection and with pressure taps for the measurement of the surface pressure distributions. Boundary-layer transition was shown to occur at a more upstream location with increasing bump height-to-length ratio. This was mainly due to the local adverse pressure gradient on the downstream side of the bump, which was particularly pronounced in the case of the bump with the largest height-to-length ratio, thereby inducing boundary-layer separation (as verified via oil-film visualizations). In the case of the bump with the smallest height-to-length ratio, bump-induced transition was found to be dependent on global pressure gradient, Mach number and Reynolds number; however, the influence of these parameters on transition induced by bumps with larger height-to-length ratios was significantly reduced. The sensitivity of boundary-layer transition to the effect of the bumps was shown to be more pronounced with stronger global flow acceleration and at smaller Mach numbers.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127553/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:September 2019, available online 04. May 2019
Titel:Experimental study of bump effects on boundary-layer transition in compressible high Reynolds number flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Costantini, MarcoMarco.Costantini (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0642-0199134173780
Risius, Steffensteffen.risius (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5530-9609NICHT SPEZIFIZIERT
Koch, Stefanstefan.koch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fuchs, Carstencarsten.fuchs (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerhard, Uweuwe.gerhard (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hein, StefanStefan.Hein (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klein, Christianchristian.klein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7592-6922NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2019
Erschienen in:Experimental Thermal and Fluid Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:106
DOI:10.1016/j.expthermflusci.2019.04.027
Seitenbereich:Seiten 234-254
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Kähler, Christianchristian.kaehler (at) unibw.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Special Issue dedicated to the 5th International Conference on Experimental Fluid Mechanics (ICEFM)
ISSN:0894-1777
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Bump, Transition, Temperature-Sensitive Paint, Boundary Layer
Institution:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Abteilung:AS-EXV
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 > Experimentelle Verfahren, GO
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hochgeschwindigkeitskonfigurationen, GO
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:25 Jun 2019 15:03
Letzte Änderung:31 Okt 2023 13:52

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