مطالعه عددی اثر اعوجاج سطح دوکوار بر عملکرد ورودی فراصوت تقارن محوری

یکی از اساسی‌ترین اجزای سیستم پیشران موتورهای هواتنفسی، بخشی به نام ورودی هوا است که به‌منظور کاهش سرعت هوای ورودی به موتور و افزایش فشار طراحی می‌شوند. در ورودی‌های فراصوت، کاهش سرعت باتوجه به عدد ماخ پروازی، به‌وسیله‌ی امواج ضربه‌ای مایل، عمودی و یا ترکیبی از آن‌ها ایجاد می‌کنند. ایجاد هرگونه اعوجاج هندسی می‌تواند آرایش امواج ضربه‌ای را برهم‌زده و بر راندمان و پارامترهای عملکردی ورودی تاثیر بگذارد. در این پژوهش، به کمک شبیهسازی عددی، تاثیرات اعوجاج هندسی روی سطح دوکِ یک ورودی هوای فراصوت تقارن‌محوری بررسی شده‌است. با توجه به داده‌های تجربی موجود برای هندسه‌ی اصلی، ابتدا به شبیه‌سازی عددی آن در دو نسبت دبی جرمی پرداخته شده و پس از تایید مشخصه‌های حل عددی، اعوجاج در حالات مختلف به بدنه اصلی اضافه شده‌است. اعوجاج‌های هندسی، به‌صورت نیم‌دایره‌هایی برآمده و فرورفته، با دو اندازه‌ی بزرگ و کوچک درنظر گرفته شده‌اند‌ که در سه موقعیت طولی مختلف به هندسه اعمال می‌شوند تا علاوه‌بر اثر شکل و ابعاد هندسی، اثر موقعیت آن نیز بر توزیع فشار و پارامترهای عملکردی ورودی بررسی شوند. نتایج گویای‌ تاثیر قابل توجهی است که اعوجاج هندسی، بر آرایش امواج ضربه‌ای دارد؛ با این‌حال در نسبت دبی جرمی 9/0، که نزدیک به شرایط عملکردی است، وجود اعوجاج در بیشتر شرایط اعمالی، سبب تاثیر منفی بر عملکرد ورودی می‌شود، اما در نسبت دبی جرمی 6/0، با توجه به تغییر موقعیت موج ضربه‌ای عمودی دهانه، موقعیت اعمال اعوجاج می‌تواند نتایجی متفاوت و حتی مفید را در پی داشته‌باشد.