شبیه‌سازی موتور پیشرانه جامد شامل گرین پیچیده با در نظر گرفتن پس‌روی سه‌بعدی و میدان جریان شبه‌ یک‌بعدی

Abstract

در این تحقیق، پس­روی سطح انواع گرین­های سه‌بعدی به همراه بالستیک داخلی شبه یک­بعدی موتورهای سوخت جامد با استفاده از تئوری مرز­های متحرک روش مجموعه سطح و بهره‌گیری از روش مقاطع شبیه‌سازی‌شده تا ضمن رسیدن به‌دقت بالا در شبیه­سازی از زمان تحلیل پس­روی گرین­ نیز به‌طور محسوسی کاسته شود. با استفاده از روش مقاطع، گرین­های سه‌بعدی به تعداد زیادی از سطح مقطع­های دوبعدی تبدیل‌شده و سپس با استفاده از تئوری منحنی­های تراز در دو بعد پس­روی گرین مورد بررسی قرارگرفته است. درنهایت با استفاده از روش درون­یابی، سطح سوزش گرین­های سه‌بعدی حاصل می­شود. همچنین برای پیش‌بینی فشار درون موتور و نرخ سوزش مورد­نظر یک کد بالستیک داخلی به‌صورت شبه یک­بعدی نوشته و با کد تحلیل پس‌روی گرین کوپل شده است. پدیدة سوزش فرسایشی نیز پدیده‌ای مهم در موتورهای سوخت جامد، به‌حساب می­آید. در این تحقیق، با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی بر اساس مدل سادرهلم، محفظه‌ی احتراق به المان­هایی تقسیم‌بندی می­شود و روابط بالستیک داخلی شبه یک­بعدی برای محاسبه پارامترهایی از قبیل فشار محفظه احتراق، تراست، سطح سوزش، درجه حرارت محفظه، عدد ماخ و ... در هر المان اعمال و حل می‌‌گردد. این روش از نظر نحوه پیاده­سازی و میزان دقت با روش­های تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه شده است که بیانگر دقت بالای روش استفاده‌شده در تحلیل عملکرد موتور‌های سوخت جامد با گرین سه‌بعدی است.