A Study on the Impact of Radiative Heat Transfer for Hypersonic Nonequilibrium Flows over a Cylinder

Autor(es)

Moreira, Farney Coutinho ; Levin, Deborah A. ; Thirani, Shubham ; Wolf, William Roberto ; Azevedo, Jodo Luiz F.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: AIAA SCITECH 2024 FORUM; v. N/A, p. 12-pg., 2024-01-01.

Resumo

Hypersonic flow over a cylinder is modeled using the finite volume method to solve the Navier-Stokes equations, including Park's two-temperature model for chemical dissociation. The main focus of this work is to carry out a comparative analysis of the thermodynamic nonequilibrium properties along the flow stagnation line, and obtain the infrared spectrum of radiative heat flux at the stagnation point of the cylinder using a line-by-line approach. The spectrum of radiative heat flux at the stagnation point of the cylinder are obtained using NEQAIR numerical code, considering the NEQAIR and HITRAN transitions. In hypersonic flow conditions, it is possible to observe the occurrence of thermodynamic nonequilibrium through the magnitude difference of the translational-rotational and vibrational-electronic temperature modes inside the shock layer forming upstream of the cylinder. Analyses of the thermodynamic nonequilibrium effects are performed, considering the excitation state of the temperature modes, in addition to the chemical effects of dissociation and exchange of molecules and atoms present in the mixture. (AU)

• Processo FAPESP: 22/07604-8 - Um estudo dos efeitos da radiação térmica e da viscosidade volumétrica em escoamentos reativos hipersônicos
• Beneficiário: Farney Coutinho Moreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07375-0 - CeMEAI - Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria
• Beneficiário: Francisco Louzada Neto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
• Beneficiário: Munir Salomao Skaf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 21/02705-8 - Análise aerotermodinâmica de escoamentos hipersônicos com aplicações para procedimentos de reentrada atmosférica
• Beneficiário: Farney Coutinho Moreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado