Published July 1, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Effect of increasing bypass ratio on supersonic co-flowing jet with finite lip thickness

Creators

  • 1. Vel Tech Rangarajan Dr. Sagunthala R&D Institute of Science and Technology
  • 2. Harcourt Butler Technical University
  • 3. Lovely Professional University
  • 4. Central Building Research Institute
  • 5. Lucian Blaga University of Sibiu

Description

The article presents the investigation on the effect of increasing bypass ratio on a supersonic co-flowing jet with finite lip thickness for a jet exit Mach number of 2.0. Co-flowing jets of differing bypass ratios (BR = ms/mp, where ms and mp are the mass flow rate of secondary and primary jets, respectively) 3.69, 9.0, and 16.0 were employed to explore the impact of high bypass secondary jets on the primary jet. A single-jet BR 0 is used for comparison. The supersonic core lengths of the single jet and the co-flow jet for BR 3.69, BR 9.0, and BR 16.0 were metrics for quantifying the mixing. The surrounding jet enhances the wake dominance in the nozzle lip, and the supersonic core length shortens. High bypass co-flowing jets are extremely efficient at shortening the supersonic core length compared to the low bypass counterpart, and hence, the jet mixing increases. The radial Mach number profiles quantitatively represent different zones in the co-flowing jet. The variation of these zones with bypass ratios highlights the dynamic interaction between the primary and secondary jets. The physical reason for apparent jet mixing and flow categories has been discussed based on considerations about changes in the flow field and shock structure.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تقدم المقالة التحقيق في تأثير زيادة نسبة الالتفافية على طائرة نفاثة ذات تدفق مشترك أسرع من الصوت بسماكة شفة محدودة لمخرج نفاث رقم ماخ 2.0. تم استخدام نفاثات التدفق المشترك ذات نسب الالتفافية المختلفة (BR = ms/mp، حيث ms و mp هما معدل تدفق الكتلة للنفاثات الثانوية والأولية، على التوالي) 3.69 و 9.0 و 16.0 لاستكشاف تأثير النفاثات الثانوية ذات الالتفافية العالية على النفاثة الأولية. يتم استخدام BR 0 أحادي النفاثة للمقارنة. كانت أطوال القلب الأسرع من الصوت للطائرة الواحدة وطائرة التدفق المشترك لـ BR 3.69 و BR 9.0 و BR 16.0 مقاييس لتحديد كمية الخلط. تعزز النفاثة المحيطة هيمنة الاستيقاظ في شفة الفوهة، ويقصر طول النواة الأسرع من الصوت. تعتبر النفاثات ذات التدفق المشترك ذات التحويلة العالية فعالة للغاية في تقصير طول القلب الأسرع من الصوت مقارنة بنظيره ذي التحويلة المنخفضة، وبالتالي، يزداد الخلط النفاث. تمثل ملفات تعريف عدد الماك نصف القطرية كمياً مناطق مختلفة في النفاثة المتدفقة. ويسلط تباين هذه المناطق مع نسب الالتفافية الضوء على التفاعل الديناميكي بين النفاثات الأولية والثانوية. تمت مناقشة السبب المادي للخلط النفاث الظاهر وفئات التدفق بناءً على اعتبارات حول التغييرات في مجال التدفق وهيكل الصدمة.

Translated Description (French)

L'article présente l'étude sur l'effet de l'augmentation du taux de dérivation sur un jet co-coulant supersonique avec une épaisseur de lèvre finie pour un nombre de Mach de sortie de jet de 2,0. Des jets à co-courant de différents rapports de bypass (BR = ms/mp, où ms et mp sont le débit massique des jets secondaires et primaires, respectivement) 3,69, 9,0 et 16,0 ont été utilisés pour explorer l'impact des jets secondaires à fort bypass sur le jet primaire. Un BR 0 à jet unique est utilisé pour la comparaison. Les longueurs du noyau supersonique du jet unique et du jet à co-courant pour BR 3.69, BR 9.0 et BR 16.0 étaient des mesures pour quantifier le mélange. Le jet environnant améliore la dominance du sillage dans la lèvre de la buse, et la longueur du noyau supersonique se raccourcit. Les jets à haut débit de dérivation sont extrêmement efficaces pour raccourcir la longueur du noyau supersonique par rapport à la contrepartie à faible débit de dérivation, et par conséquent, le mélange du jet augmente. Les profils du nombre de Mach radial représentent quantitativement différentes zones dans le jet co-coulant. La variation de ces zones avec des taux de bypass met en évidence l'interaction dynamique entre les jets primaire et secondaire. La raison physique du mélange apparent du jet et des catégories d'écoulement a été discutée en fonction de considérations sur les changements dans le champ d'écoulement et la structure de choc.

Translated Description (Spanish)

El artículo presenta la investigación sobre el efecto del aumento de la relación de derivación en un chorro de flujo simultáneo supersónico con un espesor de labio finito para un número Mach de salida del chorro de 2.0. Se emplearon chorros de flujo conjunto de diferentes relaciones de derivación (BR = ms/mp, donde ms y mp son el caudal másico de los chorros secundarios y primarios, respectivamente) 3.69, 9.0 y 16.0 para explorar el impacto de los chorros secundarios de alta derivación en el chorro primario. Se utiliza un BR 0 de un solo chorro para la comparación. Las longitudes del núcleo supersónico del chorro único y el chorro de flujo simultáneo para BR 3.69, BR 9.0 y BR 16.0 fueron métricas para cuantificar la mezcla. El chorro circundante mejora el dominio de la estela en el labio de la boquilla, y la longitud del núcleo supersónico se acorta. Los chorros de flujo simultáneo de derivación alta son extremadamente eficientes para acortar la longitud del núcleo supersónico en comparación con la contraparte de derivación baja y, por lo tanto, aumenta la mezcla del chorro. Los perfiles radiales del número de Mach representan cuantitativamente diferentes zonas en el chorro de co-flujo. La variación de estas zonas con relaciones de derivación destaca la interacción dinámica entre los chorros primarios y secundarios. La razón física para la mezcla aparente de chorros y las categorías de flujo se ha discutido en base a consideraciones sobre los cambios en el campo de flujo y la estructura de choque.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير زيادة نسبة الالتفافية على طائرة التدفق المشترك الأسرع من الصوت ذات سماكة الشفة المحدودة
Translated title (French)
Effet de l'augmentation du taux de dérivation sur le jet co-coulant supersonique avec une épaisseur de lèvre finie
Translated title (Spanish)
Efecto del aumento de la relación de derivación en el chorro supersónico de flujo simultáneo con espesor de labio finito

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4394946424
DOI
10.1016/j.ijheatfluidflow.2024.109386

Is supplement to
https://openalex.org/W3000389829 (Other)
https://openalex.org/W2463492837 (Other)
https://openalex.org/W2047547451 (Other)
https://openalex.org/W2044373219 (Other)
https://openalex.org/W2023025447 (Other)
https://openalex.org/W2010908027 (Other)
https://openalex.org/W2005056607 (Other)
https://openalex.org/W1985406262 (Other)
https://openalex.org/W1968225656 (Other)
https://openalex.org/W1965184500 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1988155389
  • https://openalex.org/W2007805587
  • https://openalex.org/W2031444091
  • https://openalex.org/W2085709441
  • https://openalex.org/W2294645380
  • https://openalex.org/W2416513844
  • https://openalex.org/W2487434709
  • https://openalex.org/W2740020524
  • https://openalex.org/W2745025333
  • https://openalex.org/W2783837428
  • https://openalex.org/W2809110819
  • https://openalex.org/W2884487003
  • https://openalex.org/W2971477423
  • https://openalex.org/W2977768797
  • https://openalex.org/W2989108518
  • https://openalex.org/W3007071289
  • https://openalex.org/W3038277441
  • https://openalex.org/W3087604973
  • https://openalex.org/W3160733478
  • https://openalex.org/W3183771605
  • https://openalex.org/W3195942198
  • https://openalex.org/W3196576835
  • https://openalex.org/W4243759747