تعیین نوع و ویژگی‌های جریان‌های جت گاز و محل صفحه ماخ با شبیه‌سازی عددی

جریان گاز فشار قوی در خروجی نازل موتورهای جت و راکت‌ها و در داخل اتاق احتراق موتورهای گازسوز یکی از عوامل موثر بر نیروی پیشران، مصرف سوخت، میزان آلایندگی و بازده موتورهاست. از اینرو مطالعه آن حائز اهمیت بسیاری است. خروج فشار قوی گاز از نازل و فرایند اختلاط با هوای محیط، به ویژگی‌های جریان تراکم‌پذیر مانند موج های تراکمی و بشکه ای شکل، ایجاد موج‌های متوقف‌کننده و شاک‌ وابسته است. هدف این پژوهش، مطالعه عددی این ویژگی‌هاست. نتایج نمودارهای صفحه ماخ، پروفایل سرعت و فشار که از عوامل موثر در تشکیل مرز جریان گاز خروجی از نازل می‌باشند در این مقاله ارائه شده است. نتایج شبیه سازی جریان جت گاز نشان می‌دهد که اگر نسبت فشار قوی‌تر از 81/4:1 باشد، شکل‌گیری مرز جت گاز به‌علت زیادبودن انرژی جنبشی مستقل از لزجت یا آشفته‌بودن جریان در جت گاز است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که اگر نسبت فشار از 18/6:1 بالاتر باشد، مشخصه های جریان مانند عدد ماخ محلی و فشار بی‌بعدشده p/pn مستقل از نسبت فشار بین نازل و محیط بوده و تنها به مسافت بی‌بعدشده x/d بستگی خواهد داشت.