طراحی و تحلیل عددی دهانه ورودی مافوق صوت متقارن محوری در عدد ماخ ۳

دهانه ورودی مافوق صوت، نقش کلیدی در عملکرد موتورهای هواتنفسی به ویژه موتورهای رمجت دارد. کاربرد دهانه ورودی در موتورهای رمجت این است که سرعت هوا را از جریان آزاد تا سرعتی که با سرعت شعله در دسترس در محفظه احتراق سازگار است، کاهش دهد. از اینرو طراحی دقیق و صحیح دهانه ورودی، تاثیر بسزایی بر عملکرد کل سیستم و پارامترهای اصلی موتور رمجت دارد. در کار حاضر یک دهانه ورودی تراکم خارجی متقارن محوری برای عملکرد در عدد ماخ پروازی ۳ طراحی شده است. از آنجا که رفتار جریان برای این نوع دهانه ورودی پیچیده تر از دهانه ورودی دوبعدی است یک برنامه کامپیوتری برای حل معادلات مربوط به گذر جریان مافوق صوت از روی مخروط و نیز ارتباط بین پارامترها و اصول و قیود طراحی دهانه ورودی متقارن محوری تدوین شده است که هندسه نهایی شامل جزییات هندسی مخروط، کلاهک دهانه و کانال زیرصوتی را به صورت یکپارچه به عنوان خروجی رسم می کند. از آنجا که نیروهای لزجت را به دلیل تاثیر بر الگوی شاک ها و جدایش جریان نمی توان نادیده گرفت، شبیه سازی و الگوی رفتار جریان لزج به وسیله نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی بررسی و صحت سنجی شده است. بدین منظور از مدل RNG K-ɛ برای مدل سازی اغتشاش جریان و از دقت مرتبه دوم برای گسسته سازی ترم جابجایی استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که هندسه طراحی شده می تواند الزامات عملکردی مورد نظر را برآورده سازد.

کلیدواژه ها:

Inlet ، Supersonic ، External compression ، Computational fluid dynamic ، دهانه ورودی ، مافوق صوت ، تراکم خارجی ، متقارن محوری ، دینامیک سیالات محاسباتی