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01.08.2014 | Research Article | Ausgabe 8/2014

Experiments in Fluids 8/2014

Schlieren-based techniques for investigating instability development and transition in a hypersonic boundary layer

Zeitschrift:
Experiments in Fluids > Ausgabe 8/2014
Autoren:
S. J. Laurence, A. Wagner, K. Hannemann
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s00348-014-1782-9) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Three variants of schlieren techniques are employed to investigate the development of second-mode instability waves in the hypersonic boundary layer of a slender cone in a reflected shock tunnel. First, a previously proposed technique using high frame rate (i.e., at least as high as the dominant instability frequency) schlieren visualization with a continuous light source is shown to provide repeatable measurements of the instability propagation speed and frequency. A modified version of the technique is then introduced whereby a pulsed light source allows the use of a higher-resolution camera with a lower frame rate: this provides significant benefits in terms of spatial resolution and total recording time. A detailed picture of the surface-normal intensity distribution for individual wave packets is obtained, and the images provide comprehensive insight into the unsteady flow structures within the boundary layer. Finally, two-point schlieren deflectometry is implemented and shown to be capable of providing second-mode growth information in the challenging shock tunnel environment.

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Supplementary material 1 (wmv 36857 KB)
Literatur
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