توسعه و تحلیل پایداری طرح های فشرده مرتبه بالا برای آشکارسازی شوک در جریان های ترانسونیک و مافوق صوت

در این مقاله مروری به بررسی جامع و نظام مند روش های عددی پیشرفته برای آشکارسازی شوک در جریان های تراکم پذیر، به ویژه در محدوده ترانسونیک و مافوق صوت پرداخته شده است. با توجه به اهمیت بازسازی دقیق ناپیوستگی ها و رفتارهای گذرا در تحلیل های دینامیک سیالات محاسباتی استفاده از طرح های مرتبه بالا به ویژه طرح های فشرده به عنوان یکی از رویکردهای موثر در شبیه سازی های پیچیده مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. مقاله حاضر ضمن تحلیل مبانی نظری مرتبط با موج شوک، معادلات حاکم و چالش های عددی مانند نوسانات، گیبس، طبقه بندی جامعی از روش های عددی موجود شامل WCNS، WENO، MUSCL، TVD، روش های فشرده و هیبریدی ارائه می دهد. همچنین مطالعات عددی و تجربی اخیر در زمینه جریان پیرامون نازل ها، ایرفویل ها و کانال ها مرور شده و عملکرد روش ها در بازسازی شوک و لایه مرزی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مقایسه ای حاکی از آن است که طرح های فشرده مرتبه بالا به ویژه در ترکیب با فیلترهای طیفی و سنسورهای ناپیوستگی توانایی برتر در بازسازی دقیق، شوک، پایداری عددی در شرایط مرزی پیچیده و همگرایی سریعتری نسبت به روش های کلاسیک دارند. در انتها شکاف های پژوهشی موجود شناسایی و مسیرهایی برای تحقیقات آینده پیشنهاد شده است که شامل توسعه روش های هیبریدی تطبیقی، بهینه سازی عملکرد در شبکه های بدون ساختار، و کاهش هزینه های محاسباتی می باشد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی ، شوک ، جریان های مافوق صوت ، طرح های فشرده ، روش های مرتبه بالا ، دینامیک سیالات محاسباتی