طراحی، بررسی و تحلیل آیرودینامیک ورودی مافوق صوت یک رم جت
چکیده
در این پایان نامه روشی سریع و کاربردی بر مبنای حل عددی جریان مخروطی بمنظور طراحی اولیه ورودی مافوق صوت متقارن محوری با تراکم ترکیبی جهت یک رم جت ارائه شده است. میدان جریان ورودی مافوق صوت طراحی شده، در نرم افزار فلوئنت مدلسازی، بررسی و تحلیل گردیده است.ورودیها مجاری آیرودینامیکی هستند که قبل از موتور هستند و وظیفه اصلی آنها هدایت مقدار مشخصی از جریان هوا با کیفیت و معیارهای مورد نظر طراح، بمنظور تغذیه موتور است.پیچیدگی های جریان مخروطی در ورودیهای متقارن محوری ، شامل تراکم پذیر بودن جریان در ورودیهای مافوق صوت، تداخل امواج ضربه ای و انعکاس این امواج باعث می شود تا طراحی و مدلسازی جریان در این نوع از ورودیها پیچیده گردد. در این مطالعه با توجه به پیچیدگی ها و هندسه این نوع ورودی و محدودیت در امکانات محاسباتی و نرم افزار ، سعی شده تا روش ارائه شده جهت طراحی اولیه ورودی متقارن محوری مافوق صوت و مدلسازی ها تا حد امکان کامل باشد. مدلسازی جریان در حالت دوبعدی برای جریان غیر لزج و بصورت دائمی انجام شده است. محاسبات سه بعدی برای جریان غیر لزج و بصورت موازی بر روی 3 نود محاسباتی دارای ریز پردازنده های mhz 2800 و حافظه موقت gb 2 انجام گردیده است. تعداد سلولهای بکار رفته در مدلسازیهای دوبعدی 165.000 سلول و در حالت سه بعدی در حدود 2،850،000 سلول می باشد. برای حل معادلات حاکم از روش همبسته ضمنی برای محاسبات دوبعدی و روش همبسته صریح برای محاسبات سه بعدی استفاده شده است.محاسبات تئوری به روش امواج ضربه ای مخروطی، که از حل عددی معادله تیلور – مک کول بدست آمد، با محاسبات در حالت دو بعدی غیر لزج مقایسه گردید که نتایج تطبیق مناسبی داشتند و لذا می توان به درستی روش طراحی اولیه ارائه شده در این تحقیق اطمینان نمود. مدلسازی میدان جریان مافوق صوت در این ورودی نشان داد که با افزایش عددماخ و نیز افزایش زاویه حمله جریان آزاد مقدار بازیافت فشار کل ورودی کاهش می یابد. بمنظور بررسی اثرات پارامترهای هندسی بر عملکرد ورودی مافوق صوت ، جابجایی جسم مرکزی ورودی و نیز تغییر درزاویه سطح مخروطی دوم انجام و مجددا محاسبات در عددهای ماخ 6/1 و 25/2 انجام گردید. این تغییرات که در راستای بهبود عملکرد ورودی انجام شد ، سبب گردید تا بازیافت فشار کل ورودی در حدود 5 درصد افزایش یابد. نتایج این پایان نامه نشان می دهد که روش طراحی ارائه شده در طراحی اولیه ورودیهای مافوق صوت قابل استفاده و کاربرد می باشد و محاسبات عددی از این دست در طراحی و بهینه سازی ورودیهای مافوق صوت بسیار مفید و موثر می باشد