بررسی اثر نسبت فشار ورودی به فشار محیط بر ساختار جریان مافوق صوت در یک نازل همگرا-واگرا

شکل نازل، کلید فرآیند انبساطی است و نقش مهمی در طراحی جریان برای کاهش هرچه بیشتر اتلاف نیروی جلوبرنده ایفا می کند. در حین عملکرد موتور، نیروی محرکه تولید گاز با افزایش گاز خروجی از حداکثر توان بالقوه خود برخوردار است. هنگامی که گاز در یک نازل همگرا-واگرا به صورت فراصوت منبسط می شود، جریان تحت تاثیر پدیده های منحصر به فردی قرار می گیرد؛ از جمله جدایش جریان، ناپایداری، آشفتگی، جدایش لایه مرزی ناشی از شوک. بعضی از این پدیده ها منجر به از دست دادن انرژی می شوند، در نتیجه باعث کاهش نیروی جلوبرنده کلی تولید شده توسط نازل می شود. اتلاف نیروی جلوبرنده به دلیل امواج شوک و جدایش لایه مرزی داخلی در نازل هنوز ناشناخته است، از این رو به رسیدن به حداکثر پتانسیل یک موتور حاصل نشده است. یکی از عوامل تاثیرگذار بر عملکرد جریان در نازل، نسبت فشار ورودی به فشار محیط (NPR) است. در این پروژه تاثیر تغییر NPR در یک نسبت مساحت ثابت برای جریان دو بعدی و تراکم پذیر در نازل، در نرم افزار انسیس سی اف ایکس بررسی شده است. طبق تحلیل های صورت گرفته مشاهده شد که هرچه جریان ورودی به نازل جریان قوی تر باشد، محل وقوع شوک و جدایش لایه ی مرزی به ناحیه ی انتهایی قسمت واگرا حرکت می کند.

کلیدواژه ها:

نرخ تغییر فشار نازل(NPR) ، شوک ، لایه ی مرزی ، نیروی جلوبرنده ، جدایش جریان