دهانه‌های ورودی با ساختارهای پایه دو بعدی، بخش لاینفکی از طراحی سامانه‌های رانشی مافوق صوت را به خود اختصاص می‌دهند. در تمامی موتورهای هواتنفسی مافوق صوتِ عملیاتی، دهانه ورودی با استفاده از شوک مایل یا چیدمانی از شوک‌های مایل متوالی سرعتِ جریان مافوق صوت دریافتی را کاهش داده و در نهایت شوک نرمال مستقر در گلوگاه جریان به زیر صوت می‌رساند. در این مقاله، روش عددی به منظور طراحی دهانه ورودی مافوق صوت، برای پرواز در ماخ 3.0 بیان، هندسه دهانه ورودی طراحی و در نهایت توسط حل کننده عددی شبیه‌سازی شده است. طراحی دهانه ورودی در محدوده ماخ 3 تا 5 بسیار چالشی است زیرا اثرات ویسکوزیته بر عملکرد رانشی سامانه بسیار محسوس است. دهانه مذکور از نوع تراکم مرکب بوده که با استفاده از ترکیب سه شیب خارجی و دیفیوزر مادون صوت، فشار استاتیک مورد نیاز را تولید می‌کند. ابعاد دهانه و زوایای بهینه برای بخش تراکم رانشی با استفاده از کد طراحی بدست آمده و صحت طراحی توسط شبیه‌سازی دقیق عددی مرتبه 2 با دقت همگرایی 10E-05 اثبات شده است. علاوه بر شبیه‌سازی کارآیی آیرودینامیکی، مزایا و نواقص اصلی چنین ترکیبی، رشد و توسعه لایه‌مرزی در روی شیب‌ها و در طول مجرای دهانه ورودی و برهمکنش آن با شوک نرمال و همچنین مدل‌سازی اثر مکانیزم مکش در گلوگاه به منظور کنترل اثرات لایه کم انرژی جریان، مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت این مقاله ساختاری منسجم از طراحی و شبیه سازی و بررسی اثرات ویسکوزیته در دهانه ورودی مرکب را ارائه کرده است.

واژه‌های کلیدی: دهانه ورودی مافوق صوت، تراکم خارجی، مدل‌سازی عددی جریان مافوق صوت، برهمکنش شوک و لایه‌مرزی، مدل‌سازی لایه‌مرزی

متن کامل [PDF 1935 kb]   (6573 دریافت)