Unsteady interactions of side-jet injected in an aerodynamic flow over a forebody

Abstract

The aerodynamic aspects of flow over forebody with side-jet emerging downstream the nose have been studied with emphasis on the dynamics of the turbulent structures in the vicinity of the wall. The flow patterns due to the jet were examined by visualization and these were quantified by local measurements of pressure along the line of symmetry with jet-to-crossflow velocity ratios varying as 4, 5 and 6 for jets variably emerged from 0.83 and 1.33D downstream the tangent ogive noses with 1.5, 2.5 and 3.5D profiles. The results showed that the penetration depth and the spread of the jet were dependent upon the velocity ratio and this was more in evidence for its small values. Once the jet is bent, the process of spreading terminated with jet outlines confined to a very small region conformed in the streamlines of the crossflow. Statistical analysis of wall pressure fluctuations in the absence of the jet revealed that for the 2.5£>-nose a separation zone with confined vortical flow exists just downstream the nose, though flows for the 1.5D- and 3.5D-noses behaved differently. When these flows were subjected to a jet, the time-averaged mean pressure for 1.5D-nose exhibited a totally different distributed load characteristics than for the 2.5D- and 3.5£>-noses. Key Words: Fluid Mechanics, Aerodynamics, Rockets, Guidance Systems.

Sunulan çalışmada, burun ardında akış aşağısından püskürtülen jet ile öngövde modeli üzerindeki aerodinamik akışın özellikleri, öngövde üzerindeki türbülans yapılarının dinamik etkileri gözönüne alınarak incelenmiştir. Jetin oluşturduğu yapılar, akış görüntüleme yöntemi ile incelenmiş ve etkileri simetri ekseni üzerinde noktasal basmç ölçümleri ile niceliksel verilere dönüştürülmüştür. Çalışmada, 1.5 A 2.5D ve 3.5D eğriliğe sahip teğet-kaşkemer burunların 0.83 ve 1.33D akış aşağısından pükürtülen jetler için jet-çapraz akış hız oram 4, 5 ve 6 olarak değiştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında jetin nüfuz derinliği ve yayılmasının jet-çapraz akış hız oranlarına bağlı olduğu ayrıca jetin tamamen bükülmesinin ardından yayılmanın sona erdiği ve jet akışının genel hatları ile oldukça sınırlı bir bölgede kaldığı görülmüştür. Jet uygulanmadığı durumda yapılan basmç ölçümleri ile 2.5D teğet-kaşkemer burnun akış aşağısı kısmında, 1.5D ve 3.5D burunlardan farklı olarak, bir ayrılma bölgesi oluştuğu belMenmiştir. Aynı akış koşullarına jetin püskürtülmesi durumunda 1.5D teğet-kaşkemer burun, diğer iki burundan oldukça farklı bir yayılı yük karakteri göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Akışkanlar Mekaniği, Aerodinamik, Roket, Güdümlü Sistemler.