undefined

NIMOC: A design and analysis tool for supersonic nozzles under non-ideal compressible flow conditions

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Zocca Marta; Gajoni Paolo; Guardone Alberto

Tiivistelmä

A computational tool for non-ideal supersonic nozzle flows is developed to perform direct design of nozzle geometries and flow analysis of shock-free off-design conditions. So-called non-ideal flows are characterized by the departure of the fluid thermodynamics from the ideal-gas law, which is the case of supersonic expansions close to the critical point, either in the superheated vapour or in the supercritical region. Deviations from the ideal-gas model of remarkable significance are observed in connection with, but not limited to, fluids made of complex molecules. NIMOC (Non-Ideal Method Of Characteristics) implements a formulation of the Method Of Characteristics (MOC) valid for non-ideal flows: the classical formulation of the MOC is complemented with state-of-the-art nonlinear multiparameter Equations of State (EoS) implemented in external thermodynamic libraries. NIMOC implements a two-dimensional and axisymmetric formulation of the MOC, which is applied to the solution of the isentropic expansion through nozzles of different geometrical configurations: straight-axis symmetric and axisymmetric conventional wind-tunnel nozzles, straight-axis symmetric and axisymmetric minimum-length nozzles, and asymmetric nozzles with curved meanline. Results are presented, which demonstrate nozzle design and flow analysis in the presence of paradigmatic non-ideal flow phenomena. Verification of MOC computations is performed by means of inviscid Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations and experimental data. Results are presented for selected geometrical configurations.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

429

Artikkelinumero

115210

Julkaisu­foorumi

59989

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei tietoa

DOI

10.1016/j.cam.2023.115210

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä