Non Equlibrium chemistry for hypersonic flows using an edge-based finite element method
Notice bibliographique
Résumé
The development of hypersonic vehicles for civilian transport presents several multidisciplinary design challenges.The highly energetic conditions in the flow field can lead to chemical and thermal non-equilibrium effects that render complex the estimation of aerothermodynamic quantities such as lift, drag, mechanical stresses and heat fluxes through the body.These calculations are essential for the aerodynamic design of the vehicle as well as the development of thermal protection systems.Thus, there is a need for advanced computational tools to assist in the preliminary design phase.The present work extends the capabilities of the HALO3D simulation software into the non-equilibrium regime.The numerical approach enables accurate and robust computation of hypersonic flows, as well as relatively straightforward coupling with additional physical models.The physical and numerical modeling of several aspects related to chemical non-equilibrium are discussed.The species transport equations are solved in a loosely-coupled manner to reduce computational cost and simplify implementation.Reactions are modeled using laminar finite-rate chemistry, and various vibration-dissociation coupling models account for the effect of thermal non-equilibrium in the chemistry.Varying mixture composition is accounted for in all thermodynamic relations and several mixture transport property models are implemented.All calculations are encapsulated in an edge-based finite element framework that simultaneously incorporates many of the advantages of finite volume and finite element methods.A methodical verification and validation is carried out to isolate the effects and mechanisms in the model.The chemical source term and vibration-dissociation coupling models are first verified through unsteady reactor cases, then the mass diffusion is verified using a mixing layer problem.Subsequently, two-dimensional and three-dimensional flows in thermochemical non-equilibrium are simulated and comparisons are made against established codes and experimental data.Overall, the solver is shown to be extremely capable and promising for future hypersonics research.I would like to acknowledge the individuals who were instrumental in helping me conduct my research and bring this thesis to its present level.First and foremost, my deepest
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».