Thin-airfoil aerodynamics in a rarefied gas wind tunnel: A theoretical study

物理 翼型 空气动力学 风洞 航空航天工程 机械 经典力学 工程类
作者
Richard A. Shapiro,A. Manela
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (5)
标识
DOI:10.1063/5.0203773
摘要

We study the steady aerodynamic field and loadings about a thin flat plate placed in a wind tunnel under non-continuum conditions. Considering a two-dimensional straight tunnel configuration, the flow is driven by either density or temperature differences between the inlet and outlet tunnel reservoirs, producing a pressure gradient across the channel. Focusing on highly rarefied conditions, we derive a semi-analytic description for the gas flow field in the free-molecular limit for diffuse- and specular-wall configurations. The solution is valid at arbitrary differences between the inlet and outlet reservoirs as well as plate angles of attack α. The results are compared with direct simulation Monte Carlo calculations, indicating that the free-molecular description is valid through O(1) plate-size-based Knudsen numbers. The aerodynamic lift and drag forces are evaluated and their variations with α, reservoir conditions, and tunnel size are analyzed. At a fixed pressure ratio between the outlet and inlet reservoirs, the density-driven flow generates higher aerodynamic loads compared with its counterpart temperature-driven configuration, in line with the associated larger mass flow rate in the former. The results are discussed in light of the existing rarefied-gas description of the free-stream (non-confined) problem.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
务实鞅完成签到 ,获得积分10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
mawenyu完成签到,获得积分10
6秒前
17完成签到,获得积分20
6秒前
高大的水壶完成签到,获得积分10
7秒前
英俊的铭应助wellyou采纳,获得10
9秒前
风中的向卉完成签到 ,获得积分10
12秒前
Mp4完成签到 ,获得积分10
12秒前
凌兰完成签到 ,获得积分10
12秒前
plain完成签到,获得积分10
13秒前
陌上花开完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
fg2477完成签到,获得积分10
16秒前
忙碌的数学人完成签到,获得积分10
16秒前
情怀应助Engen采纳,获得10
16秒前
HJJHJH完成签到,获得积分10
18秒前
Bob发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
21秒前
HJJHJH发布了新的文献求助50
22秒前
JW完成签到,获得积分10
22秒前
wanci应助张参采纳,获得10
23秒前
谦让的西装完成签到 ,获得积分10
24秒前
李演员完成签到,获得积分10
25秒前
fei菲飞完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
Zhaowx完成签到,获得积分10
27秒前
Theprisoners完成签到,获得积分0
27秒前
木子发布了新的文献求助30
27秒前
27秒前
下课了吧完成签到,获得积分10
28秒前
丘比特应助xialuoke采纳,获得10
29秒前
zgt01发布了新的文献求助10
31秒前
linfordlu完成签到,获得积分0
31秒前
清浅发布了新的文献求助10
32秒前
风趣的涵柏完成签到,获得积分10
33秒前
35秒前
Chen完成签到 ,获得积分10
36秒前
37秒前
木樨完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038235
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575992
关于积分的说明 11374009
捐赠科研通 3305760
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819276
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022