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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
日出发布了新的文献求助10
1秒前
sclai应助文件撤销了驳回
1秒前
1秒前
专注刺猬完成签到,获得积分10
2秒前
李健应助HY_Chou采纳,获得10
3秒前
小羊完成签到,获得积分10
3秒前
dd完成签到,获得积分10
4秒前
euphoria发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
甜甜的静柏完成签到 ,获得积分10
5秒前
Ava应助dm11采纳,获得10
5秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得50
5秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
海苔卷发布了新的文献求助10
5秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
丸子圆圆应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
luvebiubiu完成签到,获得积分10
6秒前
半之半完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
luluki发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
英俊的铭应助SpongeBob采纳,获得20
10秒前
10秒前
10秒前
今后应助太行神鹰采纳,获得10
13秒前
曾经觅云发布了新的文献求助10
13秒前
阿花完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
舒心砖头发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3153568
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2804730
关于积分的说明 7861428
捐赠科研通 2462728
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1310940
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629428
版权声明 601809