Parametric Study of Transpiration Cooling Using Oxides for Sharp Hypersonic Leading Edges

高超音速 材料科学 参数统计 机械 高超音速飞行 环境科学 核工程 航空航天工程 物理 统计 数学 工程类
作者
Danny D. Ko,Anthony Mannion,Xiaolin Zhong,Y. Sungtaek Ju
出处
期刊:Journal of Thermophysics and Heat Transfer [American Institute of Aeronautics and Astronautics]
卷期号:: 1-15 被引量:5
标识
DOI:10.2514/1.t6991
摘要

Recent escalating interest in the development of highly maneuverable hypersonic vehicles demands sharp leading edges. However, sharp leading edges induce severe aerothermal conditions where conventional passive or ablative thermal protection systems fail to protect the leading edge. Here, we numerically demonstrate transpiration cooling employing oxide coolants as a new alternative system to thermally protect sharp leading edges. We parametrically characterize the performance of transpiration cooling for various coolant properties, flight conditions, and leading edge radii using a semi-analytic boundary-layer model validated with third-order direct numerical simulations. We further utilize direct numerical simulation to examine the impact of the thermochemical behavior of oxide vapors with the external hypersonic flow on transpiration cooling. Our findings do not readily align with an optimal set of material properties for transpiration cooling. Instead, certain coolant properties are more appropriate for various flight conditions and leading edge sizes. Our results also demonstrate that the thermochemical interactions between the oxide vapors and the external hypersonic flow have a negligible impact on the performance of transpiration cooling. Our study provides numerical frameworks to evaluate the performance of transpiration cooling and optimize the coolant properties for various flight conditions to protect sharp leading edges, which are paramount across hypersonic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
black456完成签到,获得积分10
1秒前
加加完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
Jasper应助zorro3574采纳,获得10
3秒前
5秒前
5秒前
宋可予发布了新的文献求助10
5秒前
世若有龙应助雪山飞龙采纳,获得10
5秒前
华仔应助HaoyuHu采纳,获得10
5秒前
5秒前
Kong发布了新的文献求助10
6秒前
yeeaq完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
香蕉觅云应助Li818采纳,获得10
7秒前
司纤户羽发布了新的文献求助10
8秒前
南絮完成签到 ,获得积分10
8秒前
白马非马完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
典雅的彤发布了新的文献求助10
9秒前
Marciu33应助Cassiel采纳,获得10
10秒前
fyl发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6.2应助Haoea采纳,获得10
11秒前
Jasper应助htt采纳,获得10
11秒前
OI发布了新的文献求助10
11秒前
俏皮眼睛完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
colorseven发布了新的文献求助10
11秒前
科目三应助申屠采纳,获得10
11秒前
橘络发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
之乡坞完成签到,获得积分10
12秒前
WZ完成签到,获得积分10
13秒前
晨儿关注了科研通微信公众号
14秒前
ZYC007完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
jennietan发布了新的文献求助10
15秒前
顾文完成签到,获得积分20
16秒前
shanxiaoxiao完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7364877
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8973692
关于积分的说明 19075796
捐赠科研通 7009598
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3223894
关于科研通互助平台的介绍 2387657
邀请新用户注册赠送积分活动 2204726