شبیه سازی عددی میدان جریان اطراف و داخل موتور رم جت
چکیده
هدف از انجام این پروژه طراحی بهینه موتور رم جت با هندسه دوبعدی است که نیروی جلوبرنده خالص معینی را ایجاد کند. یک موتور رم جت از اجزای اصلی دهانه ورودی، محفظه احتراق و نازل تشکیل شده است و طراحی بهینه آن بر اساس تعیین شرایط عملکرد هر یک از اجزا به روش حل معادلات یک بعدی در مجرای موتور و طراحی تک تک اجزای آن صورت می گیرد. سپس از مشخص شدن شرایط عملکرد هر یک از اجزا به روش حل معادلات یک بعدی در مجرای موتور و طراحی تک تک اجزای آن صورت می گیرد. پس از مشخص شدن شرایط عملکرد نازل طراحی آن به روش مشخصه ها با لحاظ نمودن اثر دمای بالای سیال انجام گرفته و با حل معادلات انتگرالی لایه مرزی ساسمن –کرسیف تصحیح ضخامت لایه مرزی روی دیواره اعمال شده است. هندسه مناسب در قسمت مادون صوت نازل با این هدف که در مقطع خروجی جریان نزدیک به شرایط طراحی بوده و نازل طول کمتری داشته باشد با انجام یک سری مطالعه پارامتری به کمک حل عددی جریان غیر ارج بدست آمده است. طراحی قسمت مافوق صوت دهانه براساس اصل اسواتیچ انجام گرفته (اکبرزاده،1386) و هندسه قسمت مادون صوت آن نیز با فرض شیب ثابت به کمک حل عددی جریان مغشوش و به روش سعی و خطا با معیار رسیدن به طول کمتر و حذف جدایش روی آن تعیین شده است. درمحفظه احتراق که مجرایی با سطح مقطع ثابت است، از منبع حرارتی به طوری که توزیع خطی برای دمای سکون در طول ان ایجاد کند استفاده شده است. دستگاه معادلات حاکم بر جریان قابل تراکم با روش بالادست تجزیه تفاضل شار رو گسسته سازی و حل شده اند. شبیه سازی جریان مغشوش نیز با استفاده از مدل دو معادله ای ..انجام گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از عددی جریان با روش های تحلیلی مشخصه ها، تصحیح لایه مرزی و حل یک بعدی حکایت از صحت نتایج برنامه حل کننده میدان جریان دارد. نتایج نشان می دهد هندسته مستخرج از روش حل معادلات یک بعدی با دقت بسیار خوبی نیروی جلوبرنده خالص تعیین شده را در رم جت ایجاد می کند. در انتها نیز با اطمینان از معتبر بودن نتایج طراحی یک بعدی، تاثیر پارامترهای ورودی روی عملکرد رم جت مورد بررسی قرار گرفته است.