مطالعه میدان جریان مافوق صوت به وسیله پردازش تصاویر آشکارسازی

یکی از روشهای آشکارسازی جریان در عددهای ماخ بالا استفاده از شیلیرین (Schlieren) می باشد. در این روش از گرادیان متغیرهای میدان جریان استفاده می شود. تصاویر آشکارسازی حاصل از روش شیلیرین غالباً برای مطالعات کیفی جریان استفاده می گردند. در این مقاله سعی شده است بر مبنای محاسبات هندسی و روش پردازش تصویر (Image Processing) شیو ه ی جدید برای مطالعه ی کمی عکسهای شیلیرین معرفی و بررسی گردد. برای انجام این کار یک ورودی هوای مافوق صوت که برای اولین بار در کشور طراحی و ساخته شده است در اعداد ماخ 1/8 و 2 در فشارهای مختلف محفظه احتراق و زوایای حمله ی گوناگون در تونل باد مرکز قدر دانشگاه امام حسین (ع) مورد آزمایش قرار گرفت. تصاویر آشکارسازی این ورودی هوای مافوق صوت تحلیل شده است. برای تحلیل تصاویر آشکارسازی از نرم افزارهای Cad و Matlab بهره گرفته شده است. از ویژگیهای این روش سرعت بالا، کم هزینه بودن آن و دستیابی به حجم بیشتر داده ها است. نتایج تحلیل شامل هندسه ی موجهای ضربهای در زوایای حمله ی مختلف، محل تشکیل موجها و ارتباط خواص جریان در قبل و بعد از موج ضربهای، در نمودارهای مجزا رسم شده و با یکدیگر مقایسه گردیده اند. نتایج به طور کیفی با تئوری امواج ضربه ای مطابقت دارد. با افزایش عدد ماخ موجهای ضربه ای قویتر شده و موج ضربهای عمودی بیرونی به لبه پوسته نزدیک تر می شود. افزایش زاویه حمله در بخش پشت به باد بدنه عدد ماخ سطح مخروط را افزایش داده و باعث افزایش قدرت موج های ضربه ای عمودی و تداخلی می شود. به دلیل وجود موج ضربه ای عمودی بعد از گلویی تغییرات کوچک فشار انتهای ورودی، تاثیر قابل ملاحظه ای بر پروفیل مو ج های ضربه ای و دبی جرمی گذرنده از ورودی نشان نداد، بنابراین به نظر میرسد که ورودی حاضر به نوسانات معمول فشار موتور حساس نیست.