Experimental study of pressure and temperature variations in a supersonic air flow through a flat channel | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024. № 91. DOI: 10.17223/19988621/91/7

Experimental study of pressure and temperature variations in a supersonic air flow through a flat channel

In this paper, the experimental dependences of static pressure and temperature on time and distance for channel flow are presented and analyzed. The choice of channel geometry is determined by the fact that a backward-facing step can be considered as a convergent-divergent diffuser, air duct, combustion chamber, etc. The experiments are carried out on a supersonic short-term aerodynamic setup with airflow at Mach numbers of 5 and 6. The obtained data are compared with the results of similar wind-tunnel tests in an axisymmetric case. For flat-channel flows, the recirculation zone occurs only behind the step. No other recirculation zones are observed due to the sufficient increase in transverse velocity along the channel. At the same time, the longitudinal velocity decreases, which leads to an increase in the static pressure. Thus, the intensity of the reflected shock waves abruptly becomes weaker, so that no other recirculation zones appear in the flow. The obtained temperature distributions in the near-wall zone at air deceleration during the flow over a backward-facing step at the considered flow velocities are found to have a minimum. The temperature then increases due to significant flow deceleration.

Download file
Counter downloads: 2

Keywords

supersonic gas flow in a channel, aerodynamic tests, temperature field, pressure field

Authors

NameOrganizationE-mail
Gruzdev Aleksey S.Tomsk State Universityafl_975@yandex.ru
Krainov Aleksey Yu.Tomsk State Universityakrainov@ftf.tsu.ru
Faraponov Valeriy V.Tomsk State Universityfff@ftf.tsu.ru
Всего: 3

References

Гурылева Н.В. и др. Исследование особенностей течений в каналах при взаимодействии возмущений с псевдоскачком // Ученые записки ЦАГИ. 2012. Т. 43, № 6. C. 40-54.
Булат П.В., Засухин О.Н., Усков В.Н. О классификации режимов течения в канале с внезапным расширением // Теплофизика и аэромеханика. 2012. Т. 19, № 2. С. 209-222.
Липанов А.М., Карсканов С.А. Применение схем высокого порядка аппроксимации при моделировании процессов торможения сверхзвуковых течений в прямоугольных каналах // Вычислительная механика сплошных сред. 2013. Т. 6, № 3. С. 292-299.
Скибина Н.П. Исследование нестационарных термогазодинамических процессов в проточном канале при сверхзвуковом обтекании модельного тела: дис.. канд. физ.-мат. наук: 01.02.05. Томск, 2022. 165 с.
Скибина Н.П. и др. Экспериментально-теоретическое исследование распределения давления вдоль стенки при движении сверхзвукового потока газа в осесимметричном канале с внезапным расширением // Теплофизика и аэромеханика. 2022. Т. 29, № 1. С. 1-5.
Звегинцев В.И. Газодинамические установки кратковременного действия. Новосибирск: Параллель, 2014. Ч. I: Установки для научных исследований. 551 с.
Краснов Н.Ф. и др. Прикладная аэродинамика. М.: Высш. школа, 1974. 732 с.
Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., Юзюк Ю.И. Обработка и визуализация данных физического эксперимента с помощью пакета Origin. Астрахань: АИПКП, 2007. 68 с.
Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения (методы и приборы). М.: Наука, 1964. 720 с.
Maslov E.A., Faraponov V. V., Arkhipov V.A., Zharova I.K., Kozlov E.A., Savkina N. V. Investigation of working processes in a flowing channel of ramjet engine // Thermal Science. 2019. V. 23, № 2. P. S531-S536.
Носатов В.В., Семенёв П.А. Расчетно-экспериментальное исследование сверхзвукового турбулентного отрывного течения и локальной теплоотдачи в плоском канале с внезапным расширением // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2014. № 1 (52). С. 551-566.
Петунин А.Н. Методы и техника измерения параметров газового потока. М.: Машиностроение, 1972. 332 с.
 Experimental study of pressure and temperature variations in a supersonic air flow through a flat channel | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024. № 91. DOI: 10.17223/19988621/91/7

Experimental study of pressure and temperature variations in a supersonic air flow through a flat channel | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024. № 91. DOI: 10.17223/19988621/91/7

Download full-text version
Counter downloads: 152