Aerodynamic Measurement over a Protuberance in Hypersonic Flows Using Coaxial Thermocouple and TSP

Experiments were conducted to measure the heat flux and temperature over a protuberance, using an impulse hypersonic shock tunnel-coaxial thermocouples and a blowdown hypersonic wind tunnel-temperature sensitive paints(TSP). Experimental data were compared with the heat flux data using a blowdown hypersonic wind tunnel-heat flux gauges and it was confirmed data sets agreed well. The measured heat flux is large when the height of the protuberance is large. Also, the heat flux measurements at the upper positions are larger than at the lower positions. For high protuberances, a severe jump in the heat flux is observed, from about 0.6~0.7 of the height of the protuberances. However, when the protuberance is sufficiently short, a rise in the heat flux is rarely observed as the protuberance is submerged totally under the separation region.

동축열전대 및 TSP를 이용한 극초음속 유동 내 돌출물 주위 공력가열 계측

임펄스식 극초음속 충격파 풍동과 동축열전대, 불어내기식 극초음속 풍동과 온도감응페인트(TSP)를 이용하여 돌출물 전면 및 주위에서의 온도 및 열유속 계측 실험을 수행하였다. 측정된 실험 결과를 기 수행된 불어내기식 풍동과 열유속 게이지를 이용한 열유속 측정 결과와 비교하였다. 각각의 세 가지 기법의 결과가 서로 잘 일치함을 확인하였으며, 실험 결과로부터 돌출물 전면에서의 열전달 특성을 보다 명확하게 관찰할 수 있었다. 측정된 열유속 데이터로부터 공력가열 현상은 돌출물 전면 상부에서 크게 발생하며 돌출물의 크기가 작을수록 매우 미비해짐을 관찰할 수 있다. 돌출물의 크기가 큰 경우, 돌출물 높이 0.6~0.7 지점부터 열유속이 크게 증가한 반면, 돌출물의 높이가 충분히 작은 경우는 돌출물 자체가 전방의 박리 영역에 완전히 잠기면서 열유속이 크게 증가하는 지점이 관찰되지 않았다.