تحلیل انتقال حرارت ناپایای متحرک دوبعدی در لوله سلاح با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی

در این پژوهش پدیده انتقال حرارت درون لوله سلاح به صورت دوبعدی و گذرا با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی موردبررسی قرار گفت. برای اعمال شرایط کلی در دامنه حل، حجم داخل لوله به دو ناحیه مجزا تقسیم شد. بخشی در معرض سیال با دما و فشار بالا ناشی از احتراق خرج پرتاب بوده و بخشی نیز در معرض سیال در شرایط محیط در نظر گرفته شد. با گذشت زمان، مرز جداکننده دو ناحیه (گلوله) به جلو حرکت می کند. بنابراین، حجم اشغال شده توسط سیال ناحیه پشتی افزایش و حجم اشغال شده توسط سیال ناحیه جلویی کاهش می یابد. شرط مرزی گره های واقع در جداره داخلی در هر گام زمانی با توجه به موقعیت محوری گلوله تعیین می گردند. گره های واقع شده در قسمت پشتی گلوله دارای شرط مرزی سیال با دما و فشار بالا بوده و گره های واقع شده در قسمت جلویی نیز دارای شرط مرزی سیال در محیط هستند. با توجه به شرایط عنوان شده، از معادله کلی انتقال حرارت ناپایا در مختصات استوانه ای برای شبیه سازی استفاده گردید و توزیع دمای لوله سلاح تحت شلیک­های متناوب استخراج شد. در پایان از یک پژوهش تجربی برای بررسی صحت روش ارائه شده استفاده گردید. با مقایسه نتایج، دقت بالای روش ارائه شده قابل ملاحظه بود. از نتایج این پژوهش می­توان برای تحلیل تنش لوله سلاح و تخمین میزان خوردگی و عمر آن استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

تربیع دیفرانسیلی ، انتقال حرارت ناپایا ، متقارن محوری