کاهش میزان افت فشار دهانه ورودی هوای اس‌شکل با بهینه‌سازی به روش الحاقی

Abstract

کانال ورودی هوا یکی از اجزای اصلی سیستم‌های پیشران هواتنفسی است که وظیفه اصلی آن تأمین جریان هوای مورد نیاز موتور به ‌صورت یکنواخت می‌باشد. در پژوهش حاضر به بهینه‌سازی یک مجرای اس‌شکل جهت ورودی هوای مورد استفاده در موشک‌های کروز پرداخته شده است. با استفاده از ابزار بهینه‌سازی الحاقی موجود در نرم‌افزار فلوئنت، در ابتدا روش حل به کمک نتایج آزمون یک مجرای ورودی هم‌کلاس صحه‌گذاری شده است. در صحه گذاری مورد نظر، فشار بازیافت با روش حاضر برابر 96/0 درصد شده که همخوانی خوبی با نتایج حاصل از روش تجربی دارد. در ادامه، مدل‌سازی عددی جریان هوا در مجرای اس شکل موجود انجام شده و سپس با حل عددی معادلات الحاقی، حساسیت تغییرات تابع هدف نسبت به تغییر شکل دیواره ورودی هوا محاسبه شده است. با توجه به قیود هندسی، هدف از بهینه‌سازی، دستیابی به هندسه‌ای می باشد که با کمترین تغییرات ابعادی بتواند افت فشار کل را حداقل کرده و دبی موردنیاز را تأمین نماید. در پژوهش حاضر با بهینه‌سازی به روش الحاقی ضمن حذف ناحیه جدایش جریان، می توان شاهد افت فشار کل از 6/4 درصد به 3 درصد، در طول دهانه ورودی و همچنین رشد دبی هوا از 1/5 به 5/6 کیلوگرم بر ثانیه بود.