Synergistic Control of Supersonic Jet Flows: Numerical Investigation of Multiple Protuberance and Coanda Effect Integration

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 79

فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JACM-12-2_027

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405

چکیده مقاله:

This study numerically investigates transonic jet control in a rectangular nozzle with Mach (M) = ۱ at the throat, issuing at Nozzle Pressure Ratio (NPR = P۰/Pa) = ۲.۵ (P۰ = ۲۱۰ kPa, Pa = ۸۴ kPa, T = ۳۰۰ K; fully expanded M ≈ ۱.۲۲). A two-dimensional steady RANS framework (SST k–ω, density-based implicit solver, Roe flux; CFL ramp ۰.۵ → ۲) is employed in a ۱۰۰ × ۷۵ throat-based domain with adiabatic no-slip walls and a hybrid mesh (≈ ۲.۳ – ۲.۵×۱۰۵ elements). We vary the number, placement (throat and/or Coanda flaps), and penetration depth (Pen.) of protuberances. With two protuberances (throat + flap), the system exhibits discrete deflection plateaus: Deflection Angle (DA) ≈ ۳۵ – ۳۷° (flap slot ۲۲.۵°) and DA ≈ ۶۸ – ۷۵° (slots ۷.۵° or ۳۷.۵°), with resultant-force ratio (FR/FR۰) ≈ ۰.۹۵ – ۰.۹۹. Introducing a third protuberance enables intermediate deflections (e.g., DA ≈ ۵۱°, −۵° to −۲۱°) at FR/FR۰ ≈ ۰.۸۶ – ۰.۸۹ (efficiency trade-off). Removing the throat protuberance while retaining two flap-mounted elements yields DA ≈ ۶.۵° at near-zero loss (FR/FR۰ ≈ ۱.۰). Overall, across the explored layouts, DA spans −۲۱° to ۷۵° while FR/FR۰ spans ۰.۸۶ – ۱.۰, quantifying how strategic multi-protuberance layouts expand the deflection spectrum beyond binary attachment/detachment and clarify efficiency trade-offs for integrated protuberance–Coanda control at NPR = ۲.۵.

نویسندگان

Mohammadreza Soufivand

Department of Mechanical Engineering, ST. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran

Alireza Saraei

Department of Mechanical Engineering, ST. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran

Mohammad Hojaji

Department of Mechanical Engineering, Na.C., Islamic Azad University, Najafabad, Iran

Farivar Fazelpour

Department of Mechanical Engineering, ST. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Hahn, P.V., The influence of a three-dimensional protuberance and surface ...
  • Bertin, J.J., Cummings RM. Fifty years of hypersonics: where we've ...
  • Raman, G., Advances in understanding supersonic jet screech: review and ...
  • Sun, Y., Smith, H., Review and prospect of supersonic business ...
  • Afridi, S., Khan, T.A., Shah, S.I.A., Shams, T.A., Mohiuddin, K., ...
  • Cîrciu, I., Dinea, S., Review of applications on Coandã effect. ...
  • Sedney, R., A survey of the effects of small protuberances ...
  • Sedney, R., Kitchens Jr, C.W., Separation ahead of protuberances in ...
  • Zahir, S., Baig, A., Ahmed, A., Ye, Z., The Effects ...
  • Bell, M., Watterson, J., Lisk, D., A numerical study into ...
  • Stephen, E.J., Huynh, K., Kwakenat, A., McCartney, E., Decker, R., ...
  • Bhardwaj, S., Hemanth Chandra Vamsi, K., Sriram, R., On the ...
  • Stephen, E.J., O'Connell, S., Bertrand, W., McLaughlin, T.E., Effects of ...
  • Larin, M., Marichalar, J., Kinder, G., Campbell, C., Riccio, J., ...
  • Manokaran, K., Vidya, G., Goyal, V.K., CFD simulation of flowfield ...
  • Hojaji, M., Eydizadeh, M., Soufivand, M., D’Orazio, A., Hosseini, S.A., ...
  • Lee, M., Song, M., Kim, D., Lee, Y., Bidirectional Thrust ...
  • Soufivand, M., Hojaji, M., Ghafouri, S., D’Orazio, A., Siabidzade, M.A., ...
  • Soufivand, M.R., Hojaji, M., Dehkordi, M.H.R., Protuberance placement mastery: Shock ...
  • Salehifar, M., Tahani, M., Hojaji, M., Dartoomian, A., CFD modeling ...
  • Hellsten, A., Some improvements in Menter's k-omega SST turbulence model, ...
  • Kannan, B., Karthikeyan, S., Sundararaj, S., Comparison of turbulence models ...
  • Bulat, M.P., Bulat, P.V., Tian, C., Lu, Y., Goldberg, U., ...
  • Sharafi, A., Mokhtari, D., Experimental Study of Effect of Obstacle ...
  • نمایش کامل مراجع