تحلیل عددی و تجربی حرکت گلوله در پرتابگر گاز سبک

پرتابگرهای گاز سبک رایج ترین نوع پرتابگرهای سرعت بالا هستند که ازیک گاز سبک نظیر هیدروژن یا هلیوم که سرعت صوت در آن نسبت به هوا خیلی بیشتر است به عنوان عامل پیشرانش استفاده میکنند. در فرآیند شلیک در نتیجه انبساط گاز، گلوله و خود گاز پیشرانه در امتداد لوله پرتابگر بجلو رانده میشوند. بررسی معادلات حاکم بر عملکرد پرتابگر گاز سبک و برآورد کارآیی آن به فهم دقیق پدیده جریان دینامیکی گاز در لوله بستگی دارد. در این تحقیق، تحلیل عددی حرکت گلوله در اثر فشار گاز سبک باروش اییواسامAUSM) مورد بررسی قرار گرفته است و سرعت و شتاب گلوله از ابتدای شلیک تا لحظه خروج از لوله بدست میآید. در این تحلیل، هوای جلوی گلوله نیز مدل شده است. در این مدلسازی بجای استفاده رایج از مش متحرک، در هر گام زمانی یک سلول محاسباتی به پشت گلوله اضافه شده و یک سلول محاسباتی از جلوی گلوله کم شده است. از نکات مهم در این فرآیند، ارضای قانون بقای جرم بابت حذف و ایجاد سلول محاسباتی مجاور گلوله است. به منظور صحت سنجی نتایج عددی، یک سری تست های تجربی به کمک پرتابگر گاز سبک با پرتاب گلوله در فشارهای مختلف گاز هلیم انجام شده و سرعت گلوله در هنگام خروج از لوله اندازه گیری شده است. مقایسه نتایج عددی حاصل از کد با نتایج تست های تجربی انجام شده در این تحقیق و نتایج تجربی محققین دیگر تطابق خوبی را نشانداده است.