بررسی عددی تأثیر گرمایش آیرودینامیکی بر روی توزیع دمای داخل کابین پرنده مافوق صوت

Abstract

در این مقاله تأثیر گرمایش آیرودینامیکی به توزیع دمای داخل کابین پرنده مافوق صوت در حالت‌های مختلف عایق‌بندی، وجود نیروی گرانش و ارتفاع پروازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی با رویکرد حجم محدود پرداخته شده است. برای حل همزمان معادلات در جامد و سیال، از شرط مرزی کوپلینگ در دیواره‌ی پوسته استفاده شده است. هوا به صورت گاز ایده-آل فرض شده و رابطه بوزینسک برای تغییرات چگالی آن با دما بکار‌گرفته شده است. تغییرات توزیع دمای درون کابین با لحاظ انتقال حرارت جابجایی آزاد به صورت گذرا تا لحظه پروازی 70 ثانیه شبیه‌سازی شده است. نتایج به صورت توزیع دما در مقاطع میانی مدل و نمودارهای دما-زمان و دما-مکان در مقاطع میانی و زمان‌های گوناگون ارائه شده است. بررسی نتایج نشان می‌دهد که استفاده از عایق موجب کاهش دمای یک نقطه مشخص از کابین به میزان 175 درجه در لحظه پرواز 20 ثانیه می‌شود. در این تحقیق از دو روش تجربی و عددی برای صحه‌گذاری روی توزیع دما در درون مدل و خارج مدل استفاده شده که دقت خوبی را در نتایج نشان می‌دهد.