محاسبه استهلاک پیچ گلوله

یک روش عددی نسبتاً جدید برای محاسبه ضریب گشتاور استهلاک پیچ در اطراف گلوله‌های متقارن محوری و در اعداد ماخ مافوق صوت ارائه شده است. در این روش رابطه‌ای بین ضرایب گشتاور و نیروی استهلاک پیچ با ضرائب گشتاور و نیروی سمت آیرودینامیکی برقرار می‌شود. در این رویکرد فرض می‌شود گلوله در حین پرواز حول یک محور موازی با بردارِ جریان آزاد می‌چرخد و نوک گلوله یک مسیر حلزونی را طی می‌کند. این حرکت از دید ناظر اینرسی یک حرکت گذرا و ترکیبی از دو حرکت پیچ می‌باشد ولی از دیده ناظر ثابتِ روی بدنه گلوله می‌توان این حرکت را یک حرکت پایا فرض کرد. این حرکت، حرکتِ مخروطی (Coning Motion) نامیده می‌شود. در کار حاضر که با استفاده از نرم‌افزار Fluent انجام شده، ابتدا میدان جریان به دو قسمت داخلی و خارجی تقسیم می‌شود و یک حرکت چرخشی مجازی حول یک محور موازی جریان آزاد (که نسبت به محور جسم زاویه کوچکی دارد) به قسمت داخلی تحمیل می‌شود. قسمت خارجی تحت شرایط مرزی دوردست و حرکت قسمت داخلی قرار می‌گیرد. این شرایط یک نیرو و گشتاور سمت بر روی گلوله تحمیل می‌کند و با محاسبه این نیرو و گشتاور و برقراری یک رابطه با گشتاور استهلاک پیچ، گشتاور پیچ مربوط به گلوله محاسبه می‌گردد. دو گروه از گلوله‌ها با نسبت طول به قطرهای مختلف در اعداد ماخ متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و ضریب گشتاور استهلاک پیچ آنها با استفاده از این روش جدید استخراج شده است. مدل‌سازی‌ها بصورت لزج و غیرلزج بوده و نتایج حاصل از مدلسازی‌ها با نتایج محاسبات عددی انجام شده قبلی و نتایج حاصل از آزمایش‌های آیروبالستیک مقایسه که تطابق خوبی در نتایج مشاهده شده است.

کلیدواژه ها:

استهلاک پیچ ، حرکت مخروطی ، CFD ، FLUENT