حل صریح انتقال حرارت ناپایای یک بعدی لوله سلاح با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی

در این تحقیق به بررسی انتقال حرارت ناپایا در لوله سلاح پرداخته شده است. برای این منظور دو بازه ی زمانی بالستیک داخلی و بالستیک میانی برای شبیه سازی مدنظر قرار گرفته است. پارامترهای ترمودینامیکی گازهای حاصل از احتراق برای این دو بازه ی زمانی از پژوهش های پیشین استخراج شده و به عنوان ورودی مساله مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی پدیده ی انتقال حرارت در لوله سلاح معادله هدایت حرارتی برای بدنه سلاح حل شده و برای دو مرز داخلی و خارجی نیز شرط مرزی انتقال حرارت به ترتیب با گازهای حاصل از احتراق و نیز هوای آزاد در نظر گرفته شدهاست.ویژگیهای ترمودینامیکی فلز تشکیل دهندهی لوله نیز که برای بررسی پدیده ی انتقال حرارت هدایت درون لوله ی سلاح مورد استفاده قرار میگیرند به صورت تابعی از دما فرض شده است.این تحقیق فرض شده است که تغییرات در راستای محوری اندک باشد. از این رو معادله هدایت حرارتی به صورت گذرا و تنها در راستای شعاعی حل میشود. برای برای این منظور از روش حل صریح برای گسسته سازی ترم مشتق زمانی و نیز روش تربیع دیفرانسیلی برای گسسته سازی ترمهای مشتق مکانی استفاده گردید . در بازه ی بالستیک داخلی که گلوله هنوز در داخل لوله است دما و فشار گازهای حاصل از احتراق پیوسته افزایش می یابد. این افزایش دما منجر به افزایش دمای جداره ی داخلی لوله می شود . در ادامه با خروج گلوله از داخل لوله و خارج شدن گازهای احتراق، دمای دیواره داخلی روند کاهشی در پیش می گیرد. این فرآیند برای هربار شلیک طی می شود و منجر به افزایش تدریجی دمای لوله در ابتدای هر شلیک می گردد. در پایان برای بررسی صحت روش پیشنهادی نتایج حاصله با پژوهش تجربی مقایسه شد که از تطابق خوب این نتایج با نتایج تجربی حکایت دارد.

کلیدواژه ها:

تربیع دیفرانسیلی ، بالستیک میانی ، انتقال حرارت