بررسی عددی اثر عدد ماخ جریان آزاد بر عملکرد یک دهانه ورودی تراکم ترکیبی

یکی از حوزه‌های بسیار مهم در طراحی آیرودینامیکی وسایل پرنده، بررسی عملکرد دهانه ورودی موتورها است. در این پژوهش، اثر عدد ماخ جریان آزاد روی پارامترهای عملکردی دهانه ورودی تقارن‌محوری مافوق صوت تراکم ترکیبی به‌صورت عددی بررسی شده است. برای این منظور کدی عددی بر مبنای روش حجم محدود چگالی مبنا توسعه داده شده که در آن گسسته‌سازی معادلات کامل ناویراستوکس متوسط‌گیری شده به‌صورت صریح و در شبکه چندبلوکی باسازمان انجام شده است. برای محاسبه شارهای غیرلزج از روش‌ رو، برای افزایش دقت مکانی از روش ماسل همراه با محدود کننده ون آلبادا و برای مدل‌سازی آشفتگی از مدل اسپالارتآلماراس استفاده شده است. اعتبارسنجی روش و کد معرفی شده برای سه نمونه آزمایشی نشان داده شده است. با استفاده از کد توسعه داده شده، شبیه‌سازی عددی جریان برای دهانه‌ی ورودی تراکم ترکیبی خاصی انجام شده و اثر عدد ماخ جریان آزاد بر پارامترهای عملکردی شامل نسبت دبی جرمی، ضریب پسا، بازیافت فشار و اعوجاج مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد ماخ جریان آزاد، بازیافت فشار و ضریب پسا کاهش و نسبت دبی جرمی و اعوجاج جریان افزایش می‌یابد. همچنین تغییرات اعوجاج نسبت به سایر پارامترهای عملکردی بسیار بارزتر است به نحوی که افزایش عدد ماخ از 1.8 به 2.2 باعث افزایش بیش از 100 درصدی اعوجاج می‌شود، درحالی که نسبت دبی جرمی کمتر از 10 درصد افزایش داشته است. کد توسعه یافته شده در این پژوهش، می‌تواند برای طراحی، مطالعه پارامتری و بهینه‌سازی هندسی دهانه ورودی مافوق‌صوت تقارن‌محوری مورد استفاده قرار گیرد.