طراحی دهانه ورودی سه بعدی با استفاده از الگوی جریان شوک

Abstract

یکپارچه‌سازی دهانه ورودی با بدنه هواپیما و پشتیبانی بهینه سامانه رانش هواتنفسی توسط دهانه، یکی از چالش برانگیزترین مسائل مرتبط با طراحی هواپیما و کارآیی رانشی است. غیرمنعطف بودن دانش مکانیک سیال از یکسو و قیود عملکردی سیستم هوا تنفسی از سوی دیگر مانع از توسعه و تغییر سریع ساختار دهانه ورودی شده است. یکی از مهمترین قیود هندسیِ تاثیرگذار در طراحی دفیوزر، تغییر شکل بهینه مقطع ورودیِ دهانه از ساختار غیر دایروی در مقطع ورودی به ساختار کاملا دایروی در صفحه کمپرسور است. از آنجایی که یکپارچه‌سازی دهانه با بدنه هواپیما نیازمند استفاده از مقاطع غیر دایروی در هندسه ورودیِ دهانه است، الگوریتمِ توسعه سطح داخلی دفیوزر بر اساس اتصال مقطع غیر‌دایروی به یک مقطع دایروی و بهینه‌سازی آن نقش کلیدی در کارآیی گاز-دینامیکی سامانه مکش بازی می‌کند. این مسئله در دهانه ورودی مافوق صوت بسیار با اهمیت‌تر است. در این مقاله شیوه طراحی دهانه ورودی با استفاده از روش معکوس در میدان حاصل از شوک در ماخ 1.6 ارائه و مدل هندسی حاصل به صورت عددی شبیه‌سازی شده است. در این روش گوشه‌های دهانه وردی مستطیلی به گونه‌ای گرد می‌شوند که تغییری در ساختار شوک مایل سطح تراکمی ایجاد نشود. به عبارت دقیق‌تر بخش گرد شده نیز جزءی از سطح تراکمی سه بعدی خواهد بود.