Simulations and characterization of hypersonic flows in the VKI Longshot wind tunnel

This thesis presents a comprehensive numerical experiment designed to enhance our understanding of nozzle flow within the VKI Longshot gun tunnel. In an effort to uncover the origins of an unexpectedly lower free-stream Mach number, different test gases, apart from the conventional nitrogen, are considered. The study employs a quasi-1D model of the compression process and 3D computational fluid dynamics (CFD) simulations to analyze the influence of gas models and hypersonic phenomena on measurements performed in the test section. The obtained results not only validate the flow characterization rebuilding procedure but also underscore the need for improvements. Furthermore, the theisis outlines suggestions for future experiments aimed at drawing definitive conclusions.

Questa tesi presenta l'implementazione di un esaustivo esperimento numerico realizzato al fine di migliorare le conoscenze dei flussi ipersonici interni all'ugello della galleria del vento Longshot del VKI. Nel tentativo di scoprire le origini di un numero di Mach inaspettatamente più basso nel flusso indisturbato, sono stati presi in considerazione diversi gas di prova, oltre all'azoto convenzionale. Lo studio impiega un modello quasi-1D del processo di compressione e simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) in 3D, per analizzare l'influenza dei modelli di gas e dei fenomeni ipersonici sulle misure effettuate nella sezione di prova. I risultati ottenuti non solo convalidano la procedura di ricostruzione del flusso, ma sottolineano anche la necessità di miglioramenti. Inoltre, la tesi delinea suggerimenti per ricerche volte a trarre conclusioni definitive.