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Numerical Investigation of Second-Mode Attenuation over Carbon/Carbon Porous Surfaces

机译：碳/碳多孔表面第二模态衰减的数值研究

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Axisymmetric direct numerical simulations of a spatially developing hypersonic boundary layer over a sharp 7 deg half-angle cone at M-infinity = 7.5 at Reynolds numbers R-em = 1.46 . 10(6), 2.43 . 10(6), and 4.06 . 10(6) m(-1) have been carried out. The streamwise extent of the simulated domain is 0.9 m. The boundary layer is excited with the one-time application of a broadband pulse that is advected downstream over an impermeable wall and a complex impedance boundary condition (IBC) modeling the acoustic response of carbon/carbon (C/C) ultrasonically absorptive porous surfaces. The complex IBCs are derived as an output of a pore-scale aeroacoustic analysis: the inverse Helmholtz solver (IHS) and algebraic low-order models. The IHS estimate of the C/C impedance is compared to other methods for porous acoustic absorbers, revealing uncertainties in the applicability of analytical models for porous absorbers. The introduction of the IBCs in all cases leads to a significant attenuation of the instability waves, up to one order of magnitude reduction in pressure perturbation amplitude for the R-em = 4.06 . 10(6) m(-1) case.
机译：在雷诺数R-em = 1.46时，M无限= 7.5时，在尖锐的7度半角锥上空间发展的高超声速边界层的轴对称直接数值模拟。 10（6），2.43。 10（6）和4.06。已执行10（6）m（-1）。模拟域的流向范围为0.9 m。一次性施加宽带脉冲将边界层激发，该宽带脉冲平移到不透水壁的下游，并通过复杂阻抗边界条件（IBC）建模碳/碳（C / C）超声吸收多孔表面的声响应。复杂的中型散货箱是作为孔隙尺度航空声学分析的输出而得出的：逆亥姆霍兹求解器（IHS）和代数低阶模型。 IHS对C / C阻抗的估计与多孔吸声器的其他方法进行了比较，揭示了多孔吸声器分析模型适用性的不确定性。在所有情况下，IBC的引入都会导致不稳定性波的显着衰减，对于R-em = 4.06，压力扰动幅度最多可降低一个数量级。 10（6）m（-1）的情况。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2019年第2期|319-332|共14页
  • 作者

    Sousa Victor C. B.; Patel Danish; Chapelier J. -B.; Warteman Viola; Wagner Alexander; Scalo Carlo;

  • 作者单位

    Purdue Univ, Sch Mech Engn, W Lafayette, IN 47906 USA;

    Purdue Univ, Sch Mech Engn, W Lafayette, IN 47906 USA;

    Purdue Univ, Sch Mech Engn, W Lafayette, IN 47906 USA;

    German Aerosp Ctr, DLR, Spacecraft Dept, Inst Aerodynam & Flow Technol, Gottingen, Germany;

    German Aerosp Ctr, DLR, Spacecraft Dept, Inst Aerodynam & Flow Technol, Gottingen, Germany;

    Purdue Univ, Sch Mech Engn, W Lafayette, IN 47906 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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