The effects of laser energy deposition on supersonic cavity flow

Abstract

Bu çalışma, açık dikdörtgensel kaviteler üzerindeki basınç dalgalanmalarının lazer enerjisi ile azaltılmasının mümkün olup olmadığını araştıran sayısal bir çalışmadır. Simülasyonlar, enerji gönderilen ve gönderilmeyen iki ayrı durumda üç boyutlu bir kavite üzerindeki zamana bağlı değişen Mach sayısı 1.5 olan sesüstü akış için gerçekleştirilmiştir. Sıkıştırılabilir zamana bağlı Reynolds-ortalamalı Navier Stokes denklemleri üç boyutta GASPex adlı kod kullanarak çözümlenmiştir. Türbülans modeli olarak k-? kullanılmıştır. Lazer enerjisini modellemek için Gauss sıcaklık profili kullanılmış, enerjinin gönderildiği noktadaki yoğunluğun başlangıçta uniform olduğu kabul edilmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlara göre, lazer enerjisi kavite içindeki akış yapısını değiştirerek, basınç dalgalanmalarını azaltmaktadır.

The study examines the capability for reduction of the resonant pressure fluctuations in supersonic flow over an open rectangular cavity using repetitively pulsed energy deposition, computationally. The simulations are performed for the cases both with and without energy deposition for the unsteady flow over a three-dimensional cavity at a free stream Mach number of 1.5. The Reynolds-averaged compressible time dependent Navier Stokes equations in three dimensions are solved using the flow solver GASPex. The k-ω turbulence model is used. A Gaussian temperature profile is utilized to model the energy pulse assuming the density within the spot is initially uniform. The results indicate that energy deposition reduces the pressure fluctuations changing the flow structure within the cavity.