طراحی آیرودینامیکی شبه سه‎بعدی یک مجرای ورودی هوای S-شکل با استفاده از روش طراحی معکوس

Abstract

یکی از روش‌های طراحی آیرودینامیکی مجاری داخلی S-شکل، روش طراحی معکوس می‌باشد. در اینگونه مسائل، هندسه دیواره‌ها، مجهول و توزیع فشار در راستای آنها، معلوم است. برای این منظور از یک روش جدید طراحی معکوس بنام ریسمان انعطاف پذیر برای طراحی معکوس مجرای S-شکل استفاده می‌شود. در این روش، دیواره‌های مجهول مجرا تحت الگوریتمی بر مبنای حرکت ریسمان انعطاف پذیر، از یک حدس اولیه تا رسیدن به هندسه نهائی و متناظر با توزیع فشار هدف، تغییر شکل می‌دهند. در طراحی سه بعدی، فرآیند طراحی مجرا با یک طراحی دوبعدی شروع می شود. در ابتدا با توجه به عدد ماخ پروازی پرنده، با ترکیب کد طراحی معکوس و حل کننده جریان اویلری، طراحی دوبعدی اولیه ورودی هوای S-شکل بدون در نظر گرفتن اثرات دماغه موتور صورت می‌گیرد. در مرحله دوم با در نظر گرفتن مقاطع به شکل دایروی، بیضوی و لوبیایی، مجرای دوبعدی به مجرای سه بعدی تغییر داده می شود. در نهایت با عبور یک جریان آشفته سه بعدی مجرای طراحی شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. مطالعه عددی نشان می دهد که علیرغم نسبت بالای ارتفاع به طول مجرا، جدایش جریان در مجرا وجود ندارد و یکنواختی جریان در خروجی مجرا کاملا رضایت بخش است.