RANS Simulation of Supersonic Flow of a Cylinder Fixed Between Parallel Plates

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of RANS computations of a supersonic flow of a cylinder fixed between parallel plates are given. The Mach number of the incoming flow is M = 1.85. Methodological data on the effect of the grid resolution and turbulence model on the predicted structure of viscous-non-viscous interaction are obtained. Parametric calculations were performed for several values of the relative distance between plates. Three-dimensional effects arising from the interaction of boundary layers with the leading edge of the cylinder are studied. The flow structure is shown to change qualitatively when the distance between the plates decreases — an additional “hanging” compression shock is formed, the length and height of the separated-flow region increases, and the area of high heat flows expands.

About the authors

E. V Babich

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: babich_e@spbstu.ru
St. Petersburg, Russia

E. V Kolesnik

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: kolesnik.ev1@spbstu.ru
St. Petersburg, Russia

References

  1. Tutty O.R., Roberts G.T., Schuricht P.H. High-speed laminar flow past a fin-body junction // J. of Fluid Mechanics. 2013. V. 737. P. 19–55.
  2. Gang D., Shihe Y., Haibo N. Experimental Investigation of Supersonic Turbulent Flow over Cylinders with Various Heights // J. of Visualization. 2021. V. 24. №3. P. 461–70.
  3. Ozawa H., Laurence S.J. Experimental investigation of the shock-induced flow over a wall-mounted cylinder // J. of Fluid Mechanics. 2018. V. 849. P. 1009–1042.
  4. Lindörfer S.A., Combs C.S., Kreth P.A., Bond R.B., Schmisseur J.D. Limiting Cases for Cylinder-Induced Shock Wave/Boundary Layer Interactions // 47-th AIAA Fluid Dynamics Conference, Denver, Colorado: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2017.
  5. Mortazavi M., Knight D.D. Numerical Investigation of the Effect of the Sweep Angle of a Cylindrical Blunt Fin on the Shock Wave/Laminar Boundary Layer Interaction in a Hypersonic Flow // 47-th AIAA Fluid Dynamics Conference, Denver, Colorado: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2017.
  6. Oliveira M., Liu C. Implicit LES for Shock/Blunt Body Interaction // 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, Orlando, Florida: American Institute of Aeronautics and Astronautics. 2010.
  7. Lindörfer S.A., Combs C.S., Kreth P.A., Schmisseur J.D. Numerical Simulations of a Cylinder-Induced Shock Wave/Boundary Layer Interaction // 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Grapevine, Texas: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2017.
  8. Penzin V.I. Experimental Investigation of Separated Flows in Ducts // TsAGI. Moscow. 2009.
  9. Matsuo K., Miyazato Y., Kim H.-D. Shock train and pseudo-shock phenomena in internal gas flows // Progress in Aerospace Sci. 1999. V. 35. P. 33–100.
  10. Gnani F., Zare-Behtash H., Kontis K. Pseudo-shock waves and their interactions in high-speed intakes // Progress in Aerospace Sci. 2016. V. 82. P. 36–56.
  11. Bruce P.J.K., Babinsky H., Tartinville B., Hirsch C. Corner Effect and Asymmetry in Transonic Channel Flows // AIAA Journal. 2011. V. 49. №11. P. 2382–2392.
  12. Darwish M., Moukalled F. TVD schemes for unstructured grids // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2006. V. 46. P. 599–611.
  13. Kolesnik E.V., Smirnov E.M., Smirnovsky A.A. RANS-based numerical simulation of shock wave/turbulent boundary layer interaction induced by a blunted fin normal to a flat plate // Computers & Fluids. 2022. V. 247.
  14. Smirnov E.M., Zaitsev D.K., Smirnovsky A.A, Kolesnik E.V., Pozhilov A.A. Assessment of several advanced numerical algorithms implemented in the CFD code SINF/Flag-S for supercomputer simulations // Supercomputing Frontiers and Innovations. 2024. V. 11. №2. P. 14–31.
  15. Menter F.R., Kuntz M., Langtry R. Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model Turbulence heat and mass transfer // Heat and Mass Transfer. 2003. V. 4. P. 625–632.
  16. Amick J.L. Pressure measurements on sharp and blunt 5°and 15°half cone at Mach number 3.86 and angles of attack to 100°// NASA TN D-173. 1961.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».