مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی اثرات تزریق جت صوتی سیال بر مشخصات میدان جریان و کارایی کنترل بردار تراست در نازل مافوق صوت

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه تهران
2 مهندسی هوافضا، بنیاد توسعه علوم و فناوری‌های هوافضا، تهران
3 دانشگاه تهران
چکیده
تاثیر تزریق جت صوتی سیال ثانویه در بخش واگرای نازل مافوق صوت بر ساختار میدان جریان و کارایی کنترل بردار تراست، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. کد عددی توسعه یافته سه بعدی و چند بلوکی، برای مدل‌سازی پیچیدگی‌های ناشی از آشفتگی جریان، از مدل k-ω SST استفاده شده است. میدان محاسباتی مورد استفاده به صورت با سازمان بوده و نتایج اولیه شبیه سازی با نتایج حاصل از تحقیقات آزمایشگاهی گذشته صحت‌سنجی شده است. تغییر قدرت جت تزریقی، به کمک تغییر سطح مقطع تزریق و همچنین تغییر نسبت فشار تزریق به فشار نازل ایجاد می شود. افزایش قدرت تزریق تغییراتی را در کارایی این روش کنترلی ایجاد کرده که بعضا باعث کاهش کارایی آن شده است. در این تحقیق علاوه بر تشریح کامل پدیده‌های فیزیکی پیچیده موجود در این جریان، محدوه افزایش قدرت تزریق جهت افزایش راندمان سیستم ارایه گردیده است. در محدوده مجاز دبی تزریق ثانویه، افزایش دبی تزریق باعث کاهش ضریب بزرگنمایی، افزایش زاویه انحراف به عنوان مهم ترین پارامتر مجموعه کنترلی و افزایش تراست محوری می‌شود. در خارج از بازه مجاز محاسبه شده پارامترهای کارایی رفتار متفاوتی از خود نشان می‌-دهند که بیانگر افت شدید کارایی می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical investigation of sonic jet injection effects on flowfield structure and thrust vector control performance in a supersonic nozzle

نویسندگان English

Mojtaba Tahani 1
Mohammad Hojaji 2
Mohammad Salehifar 3
Arash Dartoomian 3
1 UT
2 Aerospace Sciences and Technologies Institute, Tehran, Iran
3 Univesity of Tehran
چکیده English

Effects of secondary sonic jet injection in divergent part of supersonic nozzle on flow field structure and thrust vector control performance has been numerically analyzed. Three dimensional multi-blocks extended numerical code has been used to model the complexity of turbulence flow by k-ω SST model. Structured computational domain has been applied and initial results of simulation validated with previous experimental results. The obtained numerical results are compared with the experimental ones, and the outcome shows acceptable agreement between the two. Different injection power generates by varying the injection surface and pressure ratio with respect to throat pressure. Injection power increment make changes in performance and also sometimes it lowers the performance. In the current research aside from complete complex flow features description, allowable power range to increase system performance has been presented. In this range, increasing the injection mass flow rate, decreases the amplification factor, but increases the deflection angle and axial thrust augmentation as most important performance parameters. Out of estimated range for allowable mass power injection, performance parameters different behavior differently that shows a drastic drop in performance.

کلیدواژه‌ها English

thrust vector control
Sonic Jet Injection
Turbulent flow
Supersonic Nozzle