بررسی عددی/تجربی حضور برآمدگی نامتعارف در یک نازل همگرا-واگرا در رژیم مافوق صوت برای کنترل بردار پیشرانش

Abstract

در این پژوهش اثر یک برآمدگی استوانه‌ای شکل بر بردار پیشرانش یک جت مافوق صوت به عنوان یک روش جدید در کنترل بردار پیشران مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور یک نازل همگرا-واگرا طراحی و ساخته شد. این نازل به صورتی است که عدد ماخ اسمی خروجی آن در شرایط انبساط کامل 2 می‌باشد. دیواره این نازل برای اندازه‌گیری تغییرات فشار مجهز به سوراخ‌های فشار شده است. همچنین، در دیواره نازل مجرایی برای اعمال یک برآمدگی در درون نازل ایجاد شده است. از سنسورهای فشار برای اندازه‌گیری فشار و همچنین، از سیستم شلرین برای بررسی میدان جریان خروجی از نازل بهره برده شده است. فشار کل محفظه آرامش در تمام آزمایش‌ها ثابت بوده و نسبت فشار نارل برابر 6/6 می‌باشد. از کد عددی سه بعدی و چند بلوکی برای مدل‌سازی جریان استفاده شده است. همچنین، از مدل آشفتگی کا اپسیلون آر ان جی برای مدلسازی جریان درون نازل استفاده شده است. از یک شبکه بی سازمان برای شبکه بندی درون نازل و محیط بیرون استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که عمق نفوذ برآمدگی در میدان جریان تأثیر چشمگیری بر میزان انحراف و حتی جهت انحراف جریان جت خارج شده از نازل همگرا-واگرا دارد. بیشترین میزان انحراف جریان جت خروجی از نازل برابر با 9/8 درجه بوده که در میزان نفوذ برآمدگی برابر با اتفاق افتاده است. بعلاوه، این نتایج نشان می‌دهد که با افزایش میزان نفوذ برآمدگی در درون نازل، میزان پیشرانش محوری نازل اندکی کاهش یافته است.