بررسی عددی تأثیرات موقعیت چشمة حرارتی بر روی عملکرد یک ورودی هوای فراصوتی از نوع تراکم ترکیبی

Abstract

بررسی عملکرد ورودی یکی از حوزه‌های بسیار مهم در طراحی آیرودینامیکی وسایل پرنده است. در این پژوهش عملکرد یک ورودی فراصوتی تقارن‌محوری با تراکم ترکیبی که برای عدد ماخ ۲ طراحی شده است، در زاویه حملة صفر درجه بررسی شده و سپس با اعمال یک چشمة حرارتی و تغییر موقعیت آن، تأثیر چشمه بر عملکرد ورودی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‌سازی عددی جریان توسط یک کد دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده که در آن معادلات RANS با استفاده از روش صریح، گسسته شده‌اند. برای اعتبارسنجی شبیه‌سازی عددی، از نتایج تجربی بدست آمده در آزمایش‌های تونل باد انجام شده در دانشگاه امام حسین (ع) استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که چنانچه چشمة حرارتی در موقعیت مناسب قرار گیرد، می‌تواند تأثیر مطلوبی بر سه پارامتر بازیافت فشار کل، نسبت دبی جرمی و ضریب پسای ورودی داشته باشد. همچنین نسبت پس‌فشار بحرانی نیز افزایش یافته که باعث می‌شود محدودة کارکردی ورودی گسترش یابد. اما اعوجاج جریان نیز به مقدار جزئی زیاد می‌شود. در عدد ماخ طراحی و در شرایط بحرانی، حدود ۹٫۶۸ درصد افزایش بازیافت فشار کل، ۲۶٫۶ درصد کاهش ضریب پسا، ۱۶٫۱۶ درصد افزایش نسبت دبی جرمی، ۸٫۷ درصد افزایش نسبت پس‌فشار بحرانی و ۱۷٫۱۳ درصد افزایش اعوجاج جریان ورودی مشاهده شده است.