Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết kế và thực hiện một cân lực nội tại sóng căng trong đường hầm sốc
Tóm tắt
Một cân bằng lực sóng căng nội tại cho Đường hầm sốc Enthalpy cao Göttingen (HEG) của Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) để đo lực nâng, mô men lật và lực kéo đã được thiết kế, hiệu chuẩn và thử nghiệm. Cân bằng này được thiết kế để đo các lực trong các cơ sở thử nghiệm trên mặt đất với thời gian thử nghiệm trong khoảng vài mili giây trên các mô hình được lắp thêm thiết bị đo áp suất bề mặt và lưu lượng nhiệt của tường từ các góc tấn từ −40° đến 20°. Các thí nghiệm trong HEG đã được thực hiện trên một hình nón cùn dài 303 mm và góc nửa 10° ở các góc tấn từ −20° đến 0°. Các thử nghiệm đã được thực hiện với hai điều kiện hoạt động khác nhau ở các enthalpy riêng tổng cộng là 3.0 và 3.5 MJ/kg và áp suất động ở 30 và 72 kPa. Hiệu suất của cân bằng đã được đánh giá bằng cách so sánh các hệ số lực và mô men đo được với các dự đoán của động lực học chất lỏng tính toán (CFD).
Từ khóa
#cân bằng lực #sóng căng nội tại #đường hầm sốc #lực kéo #mô men lật #động lực học chất lỏng tính toánTài liệu tham khảo
Griffith, B.J., Maus, J.R., Majors, B.M.: Addressing the hypersonic simulation problem. J. Spacec. Rocket. 24(5), 334–341 (1987)
Paull, A., Alesi, H., Anderson, S.: The HyShot flight program and how it was developed. In: 11th AIAA / AAAF Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. Orleans, France (2002)
Longo, J.M.: Present results and future challenges of the DLR SHEFEX program. AIAA 2009–7226. In: 16th AIAA/DLR/DGLR International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. Bremen, Germany (2009)
Hannemann, K., Martinez Schramm, J.: Short-duration testing of high enthalpy, high pressure, hypersonic flows. In: Tropea C., Yarin A.L., Foss F. (eds.) Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics. Springer, Heidelberg (2007)
Bernstein, L.: Force measurement in short-duration hypersonic facilities. AGARDograph 214 (1975)
Jessen, C., Grönig, H.: A six component balance for short duration hypersonic facilities. In: New Trends in Instrumentation for Hypersonic Research, pp. 295–305. ONERA, Le Fauga-Mauzac, France (1992)
Störkmann, V., Olivier, H., Grönig, H.: Force measurements in hypersonic impulse facilities. AIAA J. 36(3), 342–348 (1998)
Itoh, K., Ueda, S., Tanno, H., Komuro, T., Sato, K.: Hypersonic aerothermodynamic and scramjet research using high enthalpy shock tunnel. Shock Waves 12(2), 93–98 (2002)
Intrieri, P.F., Donn, B.K., Chapman, G.T., Terry, J.E.: Ballistic range tests of ablating and non-ablating slender cones. AIAA J. 8(4), 558–564 (1970)
Naumann, K.W., Ende, H., Mathieu, G., George, A.: Millisecond aerodynamic force measurement with side jet model in the ISL shock tunnel. AIAA J. 31(6), 1068–1074 (1993)
Tanno, H., Kodera, M., Sato, K., Takahashi, M., Itoh, K.: Aerodynamic force measurement on a large-scale model in a short duration test facility. Review of scientific insturments 76 (2005)
Sahoo, N., Suryavamshi, K., Reddy, K.P.J., Mee, D.J.: Dynamic force balances for short-duration hypersonic testing facilities. Exp. Fluids 38, 606–614 (2005)
Laurence, S.J., Deiterding, R., Hornung, H.G.: Proximal bodies in hypersonic flow. J. Fluid Mech. 590, 209–237 (2007)
Tanno, H., Komuro, T., Sato, K., Itoh, K.: Aerodynamic force measurement technique with accelerometers in the impulsive facility HIEST. In: Hannemann, K. and Seiler, F. (eds.) Shock Waves—26th International Symposium on Shock Waves, Springer (2009)
Laurence, S.J., Hornung, H.G.: Image-based force measurement in hypersonic facilities. Exp. Fluids 46, 343–353 (2009)
Laurence, S.J., Karl, S.: An improved visualization-based force-measurement technique for short-duration hypersonic facilities. Exp. Fluids 48, 949–965 (2010)
Sanderson, S.R., Simmons, J.M.: Drag balance for hypervelocity impulse facilities. AIAA J. 29(12), 2185–2191 (1991)
Mee, D.J., Daniel, W.J.T., Simmons, J.M.: Three-component force balance for flows of millisecond duration. AIAA J. 34(3), 590–595 (1996)
Smith, A.L., Mee, D.J., Daniel, W.J.T., Shimoda, T.: Design of a force balance for shock tunnel measurement of aerodynamic forces on HYFLEX. In: Proceedings 21st International Symposium on Shock Waves, pp. 569–574 (1997)
Robinson, M.J., Mee, D.J., Tsai, C.Y., Bakos, R.J.: Measurement of three components of force on a large scramjet in a shock tunnel. J. Spacecr. Rocket. 41(3), 416–425 (2004)
Robinson, M.R.: Simultaneous lift, moment and thrust measurements on a scramjet in hypervelocity flow. Ph.D. thesis, Department of Mechanical Engineering, The University of Queensland (2003)
Prost, R., Goutte, R.: Discrete constrained iterative deconvolution algorithms with optimized rate convergence. Signal Process. 7(3), 209–230 (1984)
Smith, A.L., Mee, D.J., Daniel, W.J.T., Shimoda, T.: Design, modelling and analysis of a six-component force balance for hypervelocity wind tunnel testing. Comput. Struct. 79(11), 1077–1088 (2001)
Thomson, W.T.: Theory of vibration with applications (4th edn.) Prentice Hall, New Jersey (1993)
Hannemann, K.: High enthalpy flows in the HEG shock tunnel: Experiment and numerical rebuilding. AIAA 2003-0978. In: 41st AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno (2003)
Hannemann, K., Martinez Schramm, J., Karl, S.: Recent extensions to the High Enthalpy Shock Tunnel Göttingen (HEG). In: Proceedings of the 2nd International ARA Days “Ten Years after ARD”. Arcachon, France (2008)
McIntosh, M.K.: Computer program for the numerical calculations of frozen and equilibrium conditions in shock tunnels. Software CR-181721, The Australian National University (1968)
Gerhold, T., Friedrich, O., Evans, J., Galle, M.: Calculation of complex three-dimensional configurations employing the DLR-TAU-code. AIAA-paper 97-0167 (1997)
Reimann, B., Johnston, I., Hannemann, V.: The DLR TAU-code for high enthalpy flows. In: Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, vol. 87. Springer, Heidelberg (1997)