شبیه سازی سه بعدی پاشش متقاطع سوخت در جریان هوای مافوق صوت و بررسی تاثیر تعداد جت های پاشش شده

مخلوط شدن مناسب سوخت و هوا، یکی از مسائل اساسی در حوزه احتراق مافوق صوت بوده و برای توسعه موتورهای پیشرانشی هواتنفسی ماورای صوتی حیاتی می باشد. یکی از ساده ترین روش های پاشش سوخت به درون محفظه احتراق، پاشش متقاطع سوخت از طریق روزنه هایی بر روی دیواره می باشد. پاشش متقاطع درون جریان هوای عبوری مافوق صوت یکی از روش های رایج پاشش جت سوخت درون محفظه های احتراق موتور اسکرمجت است. این نوع پاشش در مقایسه با پاشش موازی سوخت معمولاً عمق نفوذ بهتری ایجاد نموده ولی همراه با تلفات فشار سکون بیشتری می باشد. تداخلات جریان آزاد هوای عبوری و جت سوخت پاشش شده منتهی به تشکیل یک جریان پیچیده شامل امواج ضربه ای مختلف مانند موج ضربه ای کمانی، موج ضربه ای ناشی از جدایش و موج ضربه ای بشکه ای و همچنین امواج تراکمی و بازتابش های ماخ، می شود. در این کار در ابتدا یک شبیه سازی عددی برای حوزه پاشش دو جت سوخت بعد از پله صورت می پذیرد. جهت شبیه سازی عددی معادلات سه بعدی ناویر-استوکس به همراه مدل آشفتگی k- ɯ sst و معادله حالت گاز کامل حل می شوند و نتایج بدست آمده از شبیه سازی عددی با داده های تجربی صحّه گذاری می شوند. سپس با فرض ثابت بودن دبی سوخت پاشش شده به درون حوزه حل، تاثیر استفاده از یک پاشش مجزا، دو، سه، چهار و پنج پاشش متوالی بررسی شده و برای این حالت های مختلف عمق نفوذ سوخت، و تلفات فشار سکون محاسبه شده و با یکدیگر مقایسه می شوند.