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Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Global stability analysis of a hypersonic cone-cylinder-flare geometry

Étude de stabilité globale de l'écoulement autour d'une géométrie cone-cylindre-jupe en régime hypersonique

Résumé

Characterizing the boundary layer transition to turbulence around realistic hypersonic vehicles is a challenging task due to the numerous parameters that affect the process. To address this challenge, the conecylinder-flare (CCF) geometry has been designed to provide a flow topology that captures various transition mechanisms observed on reentry objects [6], such as absolute and convective instabilities, which are dependent on the free stream conditions. In this study, a global linear stability analysis is performed on the CCF model at M ∞ = 6.0 to investigate and map the dominant instabilities at wind tunnel flow conditions. We examine optimal responses and forcings computed using resolvent analysis, as well as global modes originating from the recirculation bubble at the cylinder flare junction. The effects of bluntness are assessed through analyses of both blunt and sharp configurations. Our results shed light on the linear flow mechanisms that promote the transition to turbulence around such hypersonic objects.
La caractérisation de la transition de la couche limite vers la turbulence autour de véhicules hypersoniques réalistes est une tâche difficile en raison des nombreux paramètres qui affectent le processus. Pour relever ce défi, la géométrie cône-cylindre-flare (CCF) a été conçue pour fournir une topologie d'écoulement qui capture les divers mécanismes de transition observés sur les objets de rentrée, tels que les instabilités absolues et convectives, qui dépendent des conditions de l'écoulement libre. Dans cette étude, une analyse de stabilité linéaire globale est effectuée sur le modèle CCF à M=6,0 pour étudier et cartographier les instabilités dominantes dans les conditions d'écoulement de la soufflerie. Nous examinons les réponses optimales et les forçages calculés à l'aide de l'analyse des résolvants, ainsi que les modes globaux provenant de la bulle de recirculation à la jonction de l'évasement du cylindre. Les effets de l'émoussement sont évalués au moyen d'analyses de configurations émoussées et pointues. Nos résultats mettent en lumière les mécanismes d'écoulement linéaire qui favorisent la transition vers la turbulence autour de ces objets hypersoniques.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04065873 , version 1 (12-04-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04065873 , version 1

Citer

Clément Caillaud, Mathieu Lugrin, Sébastien Esquieu, Cédric Content. Global stability analysis of a hypersonic cone-cylinder-flare geometry. AERO 2023 - 57th 3AF International Conference on Applied Aerodynamics, 3AF, Mar 2023, Bordeaux, France. ⟨hal-04065873⟩
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