Transonic flow in small throat radius of curvature nozzles.

Kliegel, J. R.; Levine, J. N.

doi:10.2514/3.5355

Cited by 88 publications

(10 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The effective nozzle cross section determines the combustion chamber pressure for a given propellant mass flow rate. This effective nozzle cross section is influenced by the curvature shape in the throat area, which is characterized by the ratio of the upstream nozzle curvature radius to the nozzle throat radius [17]. This ratio is equal for all nozzles of the experimental setups reported here.…”

Section: B Combustion Efficiency Evaluationmentioning

confidence: 94%

Propellant Atomization for Porous Injectors

Deeken

Suslov

Oschwald

et al. 2019

Journal of Propulsion and Power

View full text Add to dashboard Cite

Porous injectors represent an alternative injection concept to coaxial injectors for rocket engine applications using gas/liquid propellant combinations such as liquid oxygen (LOX)/hydrogen (H 2 ). This paper summarizes the main design features of porous injectors and proposes a mechanism of atomization for porous injectors that is considerably different to the atomization mechanism for coaxial injectors. The results of hot-fire test campaigns are presented, in which several parameters relevant to the injection process were varied: the injection velocities and momentum fluxes, the combustion chamber Mach number at the beginning of the nozzle contraction, and the LOX injector diameter. All hot-fire tests were conducted at P8 test facility for high pressure combustion research at the DLR site of Lampoldshausen with 50-mm-diameter combustion chambers operated with LOX∕H 2 at sub-and supercritical chamber pressures between 30 and 100 bar. The results presented here are supporting the proposed mechanism of atomization and allow derivation of some general design guidelines for porous injectors.

show abstract

Section: B Combustion Efficiency Evaluationmentioning

confidence: 94%

Propellant Atomization for Porous Injectors

Deeken

Suslov

Oschwald

et al. 2019

Journal of Propulsion and Power

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В качестве теста рассмотрим течение в сопле Лаваля. Экспериментальные результаты работы [Cuffel et al, 1969] ϕ на последовательности сеток: точки 1 -первый порядок аппроксимации, точки 2 -экстраполяция с ограничителем, тонкая линия -расчет [Kliegel, Levine, 1969], жирная линия -экспериментальное значение [Cuffel et al, 1969] И. Г. Русяк, В. А. Тененев В качестве другого теста рассмотрим модифицированную задачу Сода [Toro, 2009] о течении совершенного газа в ударной круглой трубе, близкую к нашей задаче о противодавлении. Газ слева и справа от перегородки находится при различных начальных условиях, заданных в безразмерных параметрах.…”

Section: вычислительные алгоритмы решения задачunclassified

Modeling of ballistics of an artillery shot taking into account the spatial distribution of parameters and backpressure

Rusyak¹,

Tenenev²

2020

CRM

View full text Add to dashboard Cite

В работе приводится сравнительный анализ результатов, полученных при различных подходах к моделированию процесса артиллерийского выстрела. В этой связи дана постановка основной задачи внутренней баллистики и ее частного случая задачи Лагранжа в осредненных параметрах, где в рамках допущений термодинамического подхода впервые учтены распределения давления и скорости газа по заснарядному пространству для канала переменного сечения. Представлена также постановка задачи Лагранжа в рамках газодинамического подхода, учитывающего пространственное (одномерное и двумерное осесимметричное) изменение характеристик внутрибаллистического процесса. Для численного решения системы газодинамических уравнений Эйлера применяется метод контрольного объема. Параметры газа на границах контрольных объемов определяются с использованием автомодельного решения задачи о распаде произвольного разрыва. На базе метода Годунова предложена модификация схемы Ошера, позволяющая реализовать алгоритм численного расчета со вторым порядком точности по координате и времени. Проведено сравнение решений, полученных в рамках термодинамического и газодинамического подходов, при различных параметрах заряжания. Изучено влияние массы снаряда и уширения камеры на распределение внутрибаллистических параметров выстрела и динамику движения снаряда. Показано, что термодинамический подход, по сравнению с газодинамическим подходом, приводит к систематическому завышению расчетной дульной скорости снаряда во всем исследованном диапазоне изменения параметров, при этом различие по дульной скорости может достигать 35 %. В то же время расхождение результатов, полученных в рамках одномерной и двумерной газодинамических моделей выстрела в этом же диапазоне изменения параметров, составляет не более 1.3 %. Дана пространственная газодинамическая постановка задачи о противодавлении, описывающая изменение давления перед ускоряющимся снарядом при его движении по каналу ствола. Показано, что учет формы передней части снаряда в рамках двумерной осесимметричной постановки задачи приводит к существенному различию полей давления за фронтом ударной волны по сравнению с решением в рамках одномерной постановки задачи, где форму передней части снаряда учесть невозможно. Сделан вывод, что это может существенно повлиять на результаты моделирования баллистики выстрела при высоких скоростях метания. Ключевые слова: артиллерийская система, основная задача внутренней баллистики, задача Лагранжа, противодавление, математическое моделирование, термодинамический подход, газодинамический подход, вычислительный эксперимент, сравнение результатов Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-01-00072\20.

show abstract

“…Hall [8] developed a transonic solution based on the small perturbation theory applying it to an irrotational, perfect gas. [28].…”

Section: Figure 3 Comparison Between Sst and Des Modelsmentioning

confidence: 99%

Detached eddy simulation of compressible flow with rapid expanded divergent contour

Bensayah¹,

Mahfoudi²

2018

IJHT

View full text Add to dashboard Cite

Due to the large number of correlations and relationships between variables and the physical phenomena involved, compressible flow simulations become very difficult or impossible if all the necessary scales and mechanisms are included and solved. Several research efforts have been made toward a more accurate flow field predictions and the current study aims to add to that knowledge base by exploring the capability of Delayed Detached Eddy Simulation employing the SST turbulence model to simulate the transonic region of over-expanded nozzle with small radius of curvature. An analysis was made of the transonic flow in axisymmetric nozzle, the paper shows the potential for using DES turbulence model to identify important internal radial flow downstream the throat region, where most RANS models fail to predict with high accuracy and in detail the structure of the flow. With small radius of curvature, the sonic line begins upstream of the throat and ends downstream due to turning flow near the wall transonic region. Comparison of the computational results with experimental data and some developed prediction methods are presented and good agreements are obtained.

show abstract

Transonic flow in small throat radius of curvature nozzles.

Cited by 88 publications

References 1 publication

Propellant Atomization for Porous Injectors

Propellant Atomization for Porous Injectors

Modeling of ballistics of an artillery shot taking into account the spatial distribution of parameters and backpressure

Detached eddy simulation of compressible flow with rapid expanded divergent contour

Contact Info

Product

Resources

About