Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Bernardini Matteo

Le interazioni shock-strato limite (SBLI) si verificano nella maggior parte delle applicazioni aerospaziali ad alta velocità, causando spesso separazione del flusso, picchi di pressione e temperatura, aumento della resistenza aerodinamica e instabilità del flusso. Strategie di controllo passivo del flusso, come i micro-vortex generator (MVG), rappresentano un compromesso ottimale grazie alla loro efficacia nel migliorare le caratteristiche del flusso senza introdurre un'eccessiva resistenza parassita. Questo lavoro utilizza simulazioni numeriche dirette (DNS) per investigare gli effetti di una microrampa su una SBLI supersonica generata da un'onda d'urto obliqua che impatta su uno strato limite turbolento a Mach 2,28 e un numero di Reynolds frizionale pari a 550. Sono esaminati quattro scenari: uno di riferimento senza controllo e tre casi controllati con variazioni nelle dimensioni della microrampa e nella sua posizione rispetto alla zona d’interazione con l’urto. I risultati DNS mostrano che le microrampe inducono una modulazione spanwise della bolla di separazione, formando una struttura vorticosa simile a un tornado. L’aumento della dimensione della microrampa migliora il trasferimento di quantità di moto vicino alla parete e sposta la linea di separazione più a valle, nonostante l’incremento della resistenza. La variazione della posizione della microrampa influisce principalmente sul flusso in prossimità del piano di simmetria. Lo studio rivela inoltre che alcune caratteristiche della scia si scalano con l’altezza della rampa, suggerendo che modelli semplificati potrebbero prevedere il comportamento del flusso utilizzando pochi parametri. L’analisi degli spettri di pressione mostra invece un incremento consistente delle oscillazioni a bassa frequenza lungo tutta l’estensione spanwise.