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Transitional shock-wave/boundary-layer interactions in hypersonic flow

Sandham, Neil und Schülein, Erich und Wagner, Alexander und Willems, Sebastian und Steelant, Johan (2014) Transitional shock-wave/boundary-layer interactions in hypersonic flow. Journal of Fluid Mechanics, 752 (6), Seiten 349-382. Cambridge University Press. doi: 10.1017/jfm.2014.333. ISSN 0022-1120.

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Offizielle URL: http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2FFLM%2FFLM752%2FS0022112014003334a.pdf&code=bf958ad19ce9f834d36eebf438633b36

Kurzfassung

Strong interactions of shock waves with boundary layers lead to flow separations and enhanced heat transfer rates. When the approaching boundary layer is hypersonic and transitional the problem is particularly challenging and more reliable data is required in order to assess changes in the flow and the surface heat transfer, and to develop simplified models. The present contribution compares results for transitional interactions on a flat plate at Mach 6 from three different experimental facilities using the same instrumented plate insert. The facilities consist of a Ludwieg tube (RWG), an open-jet wind tunnel (H2K) and a high-enthalpy free-piston-driven reflected shock tunnel (HEG). The experimental measurements include shadowgraph and infrared thermography as well as heat transfer and pressure sensors. Direct numerical simulations (DNS) are carried out to compare with selected experimental flow conditions. The combined approach allows an assessment of the effects of unit Reynolds number, disturbance amplitude, shock impingement location and wall cooling. Measures of intermittency are proposed based on wall heat flux, allowing the peak Stanton number in the reattachment regime to be mapped over a range of intermittency states of the approaching boundary layer, with higher overshoots found for transitional interactions compared with fully turbulent interactions. The transition process is found to develop from second (Mack) mode instabilities superimposed on streamwise streaks.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/89769/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Transitional shock-wave/boundary-layer interactions in hypersonic flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sandham, Neiln.sandham (at) soton.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schülein, Ericherich.schülein (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, Alexanderalexander.wagner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Willems, Sebastiansebastian.willems (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5576-7829NICHT SPEZIFIZIERT
Steelant, JohanJohan.Steelant (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
Erschienen in:Journal of Fluid Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:752
DOI:10.1017/jfm.2014.333
Seitenbereich:Seiten 349-382
Verlag:Cambridge University Press
ISSN:0022-1120
Status:veröffentlicht
Stichwörter:high-speed flow, shock waves, transition to turbulence
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugphysik (alt)
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Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge
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Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:18 Jul 2014 10:20
Letzte Änderung:21 Sep 2023 12:45

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