بررسی تجربی چرخه‌ی موج-نوسان در ورودی مافوق‌صوت تقارن‌محوری

یک ورودی هوای مافوق‌صوت تقارن ‌محوری از نوع تراکم ترکیبی که برای عدد ماخ 0/2 طراحی شده تحت انجام طیف وسیعی از آزمایش‌های تجربی در شرایط طراحی و غیر‌طراحی در دو حوزه‌ی عملکرد و پایداری قرار گرفته است. مقاله‌ی حاضر به بررسی و توصیف ماهیت و فیزیک جریان در شرایط کاری ناپایدار ورودی، جایی‌که نوسانات خود-نگهدار مجموعه‌ی امواج ضربه‌ای در طول ورودی رخ می‌دهد، پرداخته است. صرف نظر از علت خروج ورودی از شرایط پایدار و آغاز ناپایداری‌ها، این مقاله به بررسی اتفاقات رخ داده حین یک چرخه‌ی کامل پدیده‌ی موج-نوسان با استفاده از تصاویر آشکارسازی جریان به روش سایه‌نگاری و استفاده از داده‌های فشاری حسگر‌های فرکانس‌بالا، پرداخته است. بررسی نتایج نشان داده است که ورودی مذکور حین یک چرخه‌ی موج-نوسان دچار افزایش و کاهش فشار داخلی شده و اصطلاحاً پر و خالی می‌شود. با حرکت مجموعه‌ی امواج ضربه‌ای از دهانه‌ی ورودی به سمت دماغه فرآیند تخلیه‌ی جریان از ورودی آغاز می‌شود و هنگامی که مجموعه‌ی امواج به بالا‌دست‌ترین موقعیت خود در نوک دماغه می‌رسد داخل ورودی در کمترین فشار کاری خود قرار می‌گیرد؛ در این حالت ورودی اصطلاحاً خالی است. خالی بودن ورودی و کاهش فشار داخل آن شرایط را برای ورود جریان تازه فراهم کرده و فرآیند پر شدن با کشیده شدن مجموعه‌ی امواج ضربه‌ای به داخل ورودی آغاز می‌شود تا جایی که بر اثر پر شدن مجدد ورودی و افزایش فشار داخل آن، امواج ضربه‌ای داخلی به بالا‌دست جریان حرکت کرده و هنگام قرارگیری در دهانه‌ی ورودی فشار داخلی به بیشینه‌ی خود می‌رسد و یک چرخه‌ی موج-نوسان کامل می‌شود.