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Experimental and numerical investigation on thermal fluid–structure interaction on ceramic plates in high enthalpy flow

Willems, Sebastian und Esser, Burkard und Gülhan, Ali (2015) Experimental and numerical investigation on thermal fluid–structure interaction on ceramic plates in high enthalpy flow. CEAS Space Journal, 7, Seiten 483-497. Springer. doi: 10.1007/s12567-015-0101-5. ISSN 1868-2502.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1007/s12567-015-0101-5

Kurzfassung

A detailed knowledge of the fluid–structure interaction in hypersonic flows is important for the design of future space transportation systems. The thermal aspect of such an interaction was investigated with the help of a generic model in the arc-heated wind tunnel L3K at the German Aerospace Center in Cologne. Flat and curved panels of the fibre-reinforced ceramics C/C-SiC with and without anti-oxidation coating where used. Several configurations with and without back plane insulation were tested at 10° and 20° angle of attack. The panel heating was measured with an infrared camera, several thermocouples and pyrometers. The experimental results show the influence of the shape as well as of radiation cooling and radiation heating. The experiments also reveal the effect of additional heating due to recombination of atomic oxygen on the surface. At certain configurations a local temperature Peak moved over the panel. This thermal wave is also influenced by the silicon carbide coating. The analysis is supported by coupled fluid and structure simulations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/97942/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Sonderforschungsbereich Transregio 40 (SFB/TRR40)
Titel:Experimental and numerical investigation on thermal fluid–structure interaction on ceramic plates in high enthalpy flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Willems, SebastianSebastian.Willems (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5576-7829NICHT SPEZIFIZIERT
Esser, BurkardBurkard.Esser (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gülhan, AliAli.Guelhan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4905-5881NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 Juli 2015
Erschienen in:CEAS Space Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:7
DOI:10.1007/s12567-015-0101-5
Seitenbereich:Seiten 483-497
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Stavrinidis, ConstantinosConstantinos.Stavrinidis (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kordulla, WilhelmESANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Henriksen, TorbenESANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
ISSN:1868-2502
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hypersonic flow; High enthalpy flow; Fluid–structure interaction; Aerothermodynamics; Catalysis; Thermal radiation; Coupled simulations
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 - Konzepte und Entwurf (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien
Hinterlegt von: Willems, Sebastian
Hinterlegt am:31 Aug 2015 10:28
Letzte Änderung:05 Nov 2020 22:26

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