بررسی عددی ساختار موج ضربه ای متحرک در کانال حلقوی

در این پژوهش، ساختار موج ضربه ای ناشی از احتراق، درون محفظه ای با هندسه حلقوی به قطر 76 میلی متر و طول 101 میلی متر، مورد بررسی گرفته است. انتظار می رود در آینده موتورهای دتونیشنی در دسته پیشرانه های هوافضایی قرار گیرند. انواع مختلفی از موتورهای دتونیشنی در حال حاضر تحت بررسی هستند، از جمله موتور دتونیشن چرخشی، که در این پژوهش طراحی یک نمونه آزمایشگاهی آن امکان سنجی شد. روش عددی استفاده شده توسط نرم افزار فلوئنت، با حل میدان جریان یک هندسه مشابه و مقایسه با نتایج تجربی، صحت سنجی شده است. با توجه به تغییرات ناچیز پارامترهای ترمودینامیکی در راستای شعاعی میدان جریان محفظه و کاهش هزینه های محاسباتی، از مدل دوبعدی هندسه طراحی شده، جهت شبیه سازی عددی استفاده شده است. پس از شناخت و تحلیل ساختار موج دتونیشن چرخشی، به مطالعه پارامتریک از نظر هندسی پرداخته شد. با توجه به نتایج به دست آمده، وقتی یک موج ضربه ای دتونیشن به داخل یک مخلوط واکنش دهنده محصور با گاز بی اثر (محصولات سیکل قبلی)، منتشر می شود، یک موج ضربه ای مایل در بالای موج دتونیشن جهت هماهنگ کردن فشار پشت جبهه دتونیشن و منطقه گاز بی اثر، تشکیل می شود و ساختار دتونیشن- موج ضربه ای را ایجاد می کند. در ادامه به بررسی اثر تغییرات نسبت هم ارزی و طول محفظه پرداخته شد. مشاهده شد که سرعت، فشار و دمای موج دتونیشن در حالت استوکیومتریک بیشینه می باشد. همچنین، افزایش طول محفظه، در فشار تزریق پایین، موجب افزایش ارتفاع جبهه دتونیشن و در فشار تزریق بالا، موجب کاهش ارتفاع جبهه دتونیشن می شود.

کلیدواژه ها:

موج احتراق دتونیشن ، مدل سازی احتراق دتونیشن ، ساختار موج دتونیشن ، شبیه سازی دوبعدی موج دتونیشن