Numerical simulation of flow control by a heat pulse under aerodynamic hysteresis in supersonic flow over an axisymmetric body with annular cavity


View article
PDF, 638.4 KB


A numerical simulation of flow control by an artificial heat actuator is presented. Investigation is performed for supersonic flow over an axisymmetric annular cavity under aerodynamic hysteresis conditions. The simulation is carried out using the FlowVision computational software package. The comparison of results of numerical simulation and experimental values is performed. The influence of position, power and width of heat pulse on the gas flow is studied.

flow control, supersonic flow, annular cavity, hysteresis, numerical simulation

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.20.3.834


Volume 20, issue 3, 2019 year


Численное моделирование управления потоком с помощью теплового импульса при сверхзвуковом обтекании осесимметричного тела с каверной в условиях аэродинамического гистерезиса

Представлены результаты численного моделирования управления потоком с помощью искусственного теплового источника при сверхзвуковом обтекании осесимметричного тела с кольцевой каверной на режиме гистерезиса. Моделирование выполнено с использованием программного комплекса FlowVision. Исследовано влияние местоположения, мощности и длительности действия теплового источника на перестройку результирующего течения.

управление потоком, сверхзвуковой поток, кольцевая каверна, гистерезис, численное моделирование

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.20.3.834


Volume 20, issue 3, 2019 year



Распределение поля значений числа Маха при открытии каверны под воздействием возмущения при x=3.75 и N=0.104

View
93.0 KB


1. White E.B., Ergin F.G. Receptivity and Transient Growth of Roughness-Induced Disturbances. AIAA. 2003-4243. pp. 1-11.
2. Hamed A., Das K., Basu D. Numerical Simulations of Fluidic Control for Transonic Cavity Flows. 42-ndAIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit: Book of abstracts, January 5-8, 2004.
3. Znamenskaya I. A., Latfullin D. F., Mursenkova I. V. Pis'ma v "Zhurnal tekhnicheskoi fiziki", 2008, V. 34, № 15, pp. 75-80.
4. Aulchenko S. M., Zamuraev V. P., Znamenskaya I. A., Kalinina A. P., Orlov D. M., Sisouev N. N. Zhurnal tekhnicheskoi fiziki, 2009, V.79, №3, pp. 17-27.
5. Aksenov V.S., Golub V.V., Gubin S.A., Savel'ev A. S., Sechenov V. A., Son E. E. Plazmennaya aerodinamika v sverkhzvukovom potoke gaza, 2010, № 1 (dopolnitel'nyi), pp. 93-101.
6. Georgievskii P.Yu., Levin V.A. Pis'ma v "Zhurnal tekhnicheskoi fiziki", 1988, V. 14, No 8, p. 684.
7. Georgievskii P.Yu., Levin V.A. Izv. RAN. MZhG, 2003, № 5, pp. 154–167.
8. Tret'yakov P.K., Garanin A.F., Grachev G.N., Krainev V.L., Ponomarenko A.G., Ivanchenko A.I., Yakovlev V.I. Doklady RAN. 1996. V. 351. № 3. pp. 339-340.
9. Guvernyuk S. V., Samoilov A. B. Pis'ma v "Zhurnal tekhnicheskoi fiziki". 1997. V. 23, № 9. pp. 1-8.
10. Georgievskii P.Yu., Levin V.A. Teplofizika vysokikh temperatur. 2010. V. 48, № 1 (prilozhenie). pp. 77–84.
11. Guvernyuk S.V. Comparison of energetic and dynamic devices of non-uniformity formation in the supersonic flow around a blunt body, Proc. of the 3rd Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications., Moscow, IVTAN, 2001, pp. 226–231.
12. Guvernyuk S.V., Sinyavin A.A. Uspekhi mekhaniki sploshnykh sred: k 70-letiyu akademika V.A. Levina: sb. nauch. tr. Vladivostok, Dal'nauka, 2009, pp. 196-203.
13. Kalugin A.I., Lutsenko A.Yu., Stolyarova E.G. Kosmonavtika i raketostroenie, 2009, V. 1 pp. 79-93.
14. Guzhavin A.I., Korobov Ya.P. Izv. AN SSSR. MZhG, 1984, №2. pp. 116-125.
15. Charwat A.F., Roos J.N., Dewey F.C., Hitz J.A. An investigation of separated flows. Part I: The pressure field, J. Aerosp. Sci, 1961. V. 28, № 6, pp. 457-470.
16. Charwat A.F., Roos J.N., Dewey F.C., Hitz J.A. An investigation of separated flows. Part II: Flow in the cavity and heat transfer, J. Aerosp. Sci, 1961, V. 28, № 6, pp. 513-527.
17. Stalling R. L., Wilcox F. J. Experimental Cavity Pressure Distribution at Supersonic Speeds, NASA TP 2683, 1987.
18. Zhang J., Morishita E., Okunuki T., Itoh H. Experimental investigation on the mechanism of flow-type changes in supersonic cavity flows, Trans. Jpn. Soc. Aeronaut. Space Sci, 2002, V. 45, № 149, pp. 170-179.
19. Chzhen P. Otryvnye techeniya (Separated flows). Vol. II. Moscow: Mir, 1973. 280 p.
20. Shvets A.I. Izv. RAN. MZhG, 2002, №1. pp. 123-131.
21. Guvernyuk S.V., Zubkov A.F., Simonenko M.M., Shvets A.I. Izv. RAN. MZhG, 2014, № 4, pp. 136–142.
22. Guvernyuk S. V., Zubkov A. F., Simonenko M. M. Inzhenerno-fizicheskii zhurnal, 2016, V. 89, № 3, pp. 670–679.
23. Guvernyuk S. V., Zubkov A. F., Simonenko M. M. Fiziko-khimicheskaya kinetika v gazovoi dinamike, 2018, V. 19, Iss. 1, available at: http://chemphys.edu.ru/issues/2018-19-1/articles/734/
24. Mohri K., Hillier R. Computational and experimental study of supersonic flow over axisymmetric cavities, Shock Waves, 2011, Vol. 21, pp. 175-191.
25. Ivanov I.E., Kryukov I.A., Larina E.V, Tarasevich A.G. Fiziko-khimicheskaya kinetika v gazovoi dinamike, 2015, V. 16, Iss. 2, pp. 1-10, available at: http://chemphys.edu.ru/issues/2015-16-2/articles/583/
26. Ivanov I.E., Kryukov I.A., Larina E.V., Glushko G.S. Journal of Physics: Conference Series, 2017, V. 815, № 1, pp. 1–8.
27. Shishaeva A. S., Simonenko M. M., Guvernyuk S. V., Aksenov A. A. Fiziko-khimicheskaya kinetika v gazovoi dinamike, 2017, V. 18, Iss. 1, available at: http://chemphys.edu.ru/issues/2017-18-1/articles/696/
28. Zhluktov S.V., Aksenov A.A., Kharchenko S.A., Moskalev I. V., Sushko G. B., Shishaeva A. S. Vychislitel'nye metody i programmirovanie, 2010, V. 11, № 2, pp. 76-87. available at: http://num-meth.srcc.msu.ru/zhurnal/tom_2010/pdf/v11r128.pdf
29. Aksenov A., Dyadkin A., Pokhilko V. Overcoming of barrier between CAD and CFD by modified finite volume method, ASME-PUBLICATIONS-PVP, 1998. V.337, pp.79-83.