Numerical simulation of underexpanded jets in the non-ideal flow regime

Numerical simulations of ideal and non-ideal jet flows are carried out based on open source software SU2. Two categories of simulations with different nozzle reservoir-to-ambient pressure ratio are investigated. Each category includes four types of test cases: ideal inviscid, non-ideal inviscid, ideal viscous, non-ideal viscous flow. In each type of flow, cases with different pressure level are carried out. Polytropic ideal gas model is used for ideal flow while van der Waals model is applied for non-ideal flow. Firstly, the simulation results of ideal inviscid flow are compared with previous work and it shows that results in this work are reliable. Further, by comparing different types of test cases, the effects of non-ideality, pressure ratio, pressure level, viscosity are investigated.

Le simulazioni numeriche di getti ideali e non ideali sono utilizzando del software open source SU2. Vengono studiate due categorie di simulazioni con diverso rapporto tra serbatoio e pressione ambiente dell'ugello. Ogni categoria comprende quattro tipi di casi studio: ideale non viscoso, non ideale non viscoso, ideale viscoso, flusso viscoso non ideale. In ogni tipo di flusso vengono simulati casi con diverso livello di pressione. Il modello di gas ideale politropico viene utilizzato per il flusso ideale mentre il modello di van der Waals viene applicato per il flusso non ideale. In primo luogo, i risultati della simulazione del flusso ideale non viscoso vengono confrontati con lavori precedenti precedente e mostra che i risultati di questo lavoro sono ragionevoli. Inoltre, confrontando diversi tipi di casi di test, si trovano gli effetti di non idealità, rapporto di pressione, livello di pressione, viscosità.