بررسی عددی جریان لایه برشی فراصوتی در حفره دیواره

Abstract

رم‌جت فراصوت و یا اسکرم‌جت نوع پیشرفته‌تر موتورهای صنعت هوا فضاست. انجام احتراق این نوع موتورها در سرعت فرا صوت باعث می‌شود که اسکرم‌جت بتواند به سرعت­هایی بالاتر از سرعت رم‌جت­های متداول برسد. احتراق در سرعت‌های فراصوت نیاز به پایداری دارد. چون حفره­ها در پایداری احتراق جریان­های واکنشی فراصوتی در اسکرم­ جت­ها اهمیت زیادی دارند، در این مقاله، با شبیه­ سازی­ جریان لایه­ برشی حفره با استفاده از مدل‌های مختلف اغتشاشی، اثر عوامل مختلف در این نوع جریان­ها بررسی شد. ابتدا، با کمک مدل­سازی جریان با مدل­های مختلف اغتشاشی بهترین مدل، ازنظر دقت و سرعت حل، برای شبیه‌سازی جریان‌های لایه­ برشی حفره معرفی شد. سپس، به­ کمک مدل انتخاب ­شده، حل­هایی برای زوایای مختلف دیوار حفره انجام شد و نتایج با هم مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل اغتشاشیSST-k-ω ، ازنظر دقت و سرعت، بهترین مدل برای حل مسائل مربوط به لایه بررشی حفره است. همچنین، در این تحقیق، زوایای مختلف درنظر گرفته­شده برای دیوار عمودی پشت نشان داد که دما در حفره ­ها با زاویه تند به ­شدت افزایش می‌یابد. بنابراین، دما عامل مهمی در تعیین زاویه خواهد بود و ممکن است محدودیت نقطه ذوب مواد به­کاررفته انتخاب زاویه را تحت تاثیر قرار دهد.