بررسی عددی فیزیک جریان در یک نازل سهموی بهینه تراست در شرایط فرامنبسط

نازل‌های سهموی بهینه تراست یکی از پرکاربردترین نازل‌ها در زیرسیستم پیش‌رانش یک سیستم ماهواره‌بر می‌باشد. در تحقیق حاضر، به شبیه‌سازی عددی فیزیک جریان در یک نازل سهموی بهینه تراست پرداخته شده است. تخمین دقیق محل جدایش و الگوی جدایش حاکم در این نوع نازل ها در شرایط فرامنبسط یکی از مسائل پرچالش در بین محققان است. در این تحقیق استفاده از مدل آشفتگیgeko با پارامترهای اصلاح شده، منجر به پیش‌بینی صحیح فیزیک جریان داخلی نازل شده است. این مدل آشفتگی، حالت عمومی شده مدل k-ω بوده که با ارائه شش پارامتر مستقل، امکان تصحیح شبیه‌سازی عددی در میدان جریان را برآورده می‌کند. اعتبارسنجی روش عددی با نتایج تجربی صورت گرفته است. در ادامه به بررسی دو الگوی جدایش مستقل از موج ضربه‌ای (fss) و مقید به موج ضربه‌ای (rss) در نازلlea_toc پرداخته شده است. اجراهای کامپیوتری با دو رویکرد افزایش تدریجی و کاهش تدریجی فشار محفظه نازل انجام شده است. نشان داده شده است که در رویکرد افزایش تدریجی فشار، پدیده گذار از الگوی جدایش در نسبت فشارحدود 24 رخ می‌دهد. همچنین در رویکرد کاهش تدریجی فشار محفظه نازل، گذار معکوس از الگوی rss به fss در نسبت فشار حدود 14 رخ می‌دهد که مبین وقوع پدیده هیسترزیس در گذار الگوی جدایش جریان در این نازل است.