شبیه سازی عددی اثرات برآمدگی استوانه ای روی دماغه سرپخ مجهز به اسپایک در جریان ماوراء صوت

در این مطالعه، ایده استفاده از برآمدگی استوانه ای شکل بر روی یک دماغه سرپخ مجهز به اسپایک به منظور کنترل ضرایب آئرودینامیکی آن در رژیم جریان ماوراء صوت معرفی شده است. مسئله مذکور با حل عددی معادلات کامل ناویر-استوکس در حالت سه بعدی مدل سازی گردیده است. سپس، به منظور صحت سنجی، نتایج به دست آمده با تحقیقات عددی و تجربی پیشین مقایسه شده اند. همچنین، اثرات متغیرهای مختلف شامل موقعیت و ارتفاع برآمدگی و عدد ماخ جریان آزاد بر میدان جریان، ضرایب آئرودینامیکی و شار گرمایش آئرودینامیکی بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که با نصب برآمدگی می توان ضرایب نیروی برآ و گشتاور را به صورت موثر تحت کنترل قرار داد. بعلاوه، نتایج حاکی از آن است که شانه ی دماغه بهترین مکان برای نصب برآمدگی است؛ چراکه در این حالت نه تنها افزایش ضرایب گشتاور و برآ بیشتر از حالت های دیگر است بلکه افزایش ضریب پسا نیز نسبت به حالت های دیگر کمتر است. همچنین، مشاهده می شود که با افزایش نسبت ارتفاع برآمدگی به قطر دماغه (H⁄D)، ضرایب برآ و گشتاور افزایش می یابد. به عنوان مثال، در عدد ماخ ۷۵/۵ ضرایب برآ و گشتاور در H⁄D برابر ۳/۰ نسبت به H⁄D برابر ۱/۰ به ترتیب تا ۱۴۰ و ۶۰ درصد افزایش یافته است. همچنین، مشاهده می شود که شار حرارتی با افزایش ارتفاع برآمدگی افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

برآمدگی استوانه ای شکل ، دماغه سرپخ ، جریان ماوراء صوت ، شبیه سازی عددی