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Pressure gradient effects on wake-flow instabilities behind isolated roughness elements on re-entry capsules

Theiß, Alexander und Leyh, Sascha und Hein, Stefan (2019) Pressure gradient effects on wake-flow instabilities behind isolated roughness elements on re-entry capsules. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part G-Journal of Aerospace Engineering, 234 (1), Seiten 28-41. SAGE Publications. doi: 10.1177/0954410019844067. ISSN 0954-4100.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1177/0954410019844067

Kurzfassung

Laminar-turbulent transition caused by modal disturbance growth in the wake flow of isolated roughness elements on blunt re-entry capsules is studied numerically at typical cold hypersonic wind-tunnel conditions. Two fundamentally different heat shield shapes are considered. On the sphere-cone forebody the wake flow of the roughness is exposed to an adverse pressure gradient, whereas the spherical heat shield exhibits a strongly favorable pressure gradient. The pressure gradient effects on the development of the stationary wake flow and its modal instability characteristics are discussed for various heights and diameters of the cylindrical roughness element. Regions of increased shear develop in its wake, which persist longer in the adverse pressure gradient case. Consequently, the results of spatial two-dimensional eigenvalue analyses reveal that the unstable wake-flow region extends much further downstream and the wake-mode instabilities are considerably more amplified. The disturbance kinetic energy production terms are used to assess the contributions of the different shear-layer regions to the mode growth and its dependence on the pressure gradient.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/129347/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Pressure gradient effects on wake-flow instabilities behind isolated roughness elements on re-entry capsules
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Theiß, AlexanderAlexander.Theiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4034-3246NICHT SPEZIFIZIERT
Leyh, SaschaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hein, StefanStefan.Hein (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Mai 2019
Erschienen in:Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part G-Journal of Aerospace Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:234
DOI:10.1177/0954410019844067
Seitenbereich:Seiten 28-41
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTSAGE Publications LtdNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:SAGE Publications
ISSN:0954-4100
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Laminar-to-turbulent transition, blunt body, roughness-induced transition, re-entry capsule, linear stability theory, LST-2D
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 - Flugphysik (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hochgeschwindigkeitskonfigurationen, GO
Hinterlegt von: Theiß, Alexander
Hinterlegt am:01 Okt 2019 14:53
Letzte Änderung:31 Okt 2023 14:48

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