بررسی تاثیر مشخصه های هندسی بر جریان داخل کانال در شرایط جریان مافوق‌صوت غیر واکنشی با حضور حفره

Abstract

در کار حاضر، به بررسی جریان داخل یک کانال دارای حفره به عنوان محفظه احتراق یک موتور اسکرمجت پرداخته شده است. تحلیل‌های انجام شده در این تحقیق در خصوص تاثیر مشخصه‌های هندسی وابسته به حفره نظیر L/D (طول به عمق حفره)، H/D ( ارتفاع کانال به عمق حفره) و عددهای ماخ متفاوت در محدوده مافوق‌صوت بر روی کیفیت جریان داخل کانال محفظه احتراق است. در جریان غیرواکنشی مورد بررسی در این مقاله، مشخصه گردش به عنوان مشخصه وابسته به اختلاط تحلیل شده است. در تحلیل عددی، از معادلات دو بعدی ناویر استوکس به منظور حل جریان پایا و روش چگالی مبنا استفاده شده و مدل اغتشاشی مورد استفاده، روش k-ɛ استاندارد بوده است. به منظور شبیه سازی عددی از نرم افزار انسیس فلوئنت نسخه18.2 استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش نسبت L/D، افزایش عدد ماخ و وجود زاویه در دیواره عقبی حفره، میزان گردش در لایه‌مرزی و در نتیجه اختلاط افزایش می‌یابد. هندسه‌های دارای H/D بزرگتر، عملکرد بهتری را نسبت به سایر هندسه‌های مورد بررسی در مورد میزان تولید گردش و کاهش افت فشار کل از خود نشان دادند. همچنین با وجود اینکه نسبت H/D=1، گردش بیشتری نسبت به حالات دیگر دارد اما به دلیل بقای شوک مایل در برخی شرایط و ایجاد افت فشار کل قابل توجه، استفاده از آن در همه ماخ‌های مافوق‌صوت مطمئن نخواهد بود.