مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

آنالیز عددی اثرات زاویه حمله بر جریان مافوق صوت آشفته سه بعدی پیرامون دماغه پخ بهمراه تزریق جت مخالف

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه تهران
2 استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، نجف آباد، اصفهان
3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران
چکیده
در پژوهش حاضر، اثرات زاویه حمله در تزریق جت مخالف از دماغههای نوکپهن مافوق صوت بر کاهش پسا و توزیع دمای سطح، با توسعه یک کد سه بعدی چند بلوکی، مورد مطالعه قرار گرفته است. ترمهای غیرلزج ، با روش ای-یو-اس-ام محاسبه شده است. ترم های لزج با استفاده از تفاضل مرکز بدست آمده است و انتگرال زمانی با الگوریتم 4 مرحلهای رانج-کوتا، محاسبه شده است. مدل انتقال تنش برشی، بمنظور شبیهسازی اثرات آشفته، بکار گرفته شده است. اثرات نسبت فشار بر کاهش پسا به تفکیک مولفهها و نیز ویژگیهای فیزیکی میدان جریان، به ترتیب با یافتههای عددی و تجربی سایر پژوهشها اعتبارسنجی شده است که از دقت مناسبی برخوردار است. نتایج نشان میدهد که تزریق جت صوتی، قادر است تا با تغییر در شکل شوک کمانی ایجاد شده در میدان جریان مافوق صوت، پسای کلی وارده بر دماغه را به میزان قابل ملاحظهای کاهش دهد. همچنین با پوشش مناسب سطح جسم، مانع از افزایش شدید دمای سطح، میگردد. افزایش نسبت فشار کل، باعث بهبود عملکرد تزریق در هر دو زمینه کاهش پسا و دمای سطح گشته است. هرچند، بواسطه افزایش شدید پسران ناشی از تزریق جت، یک نقطه بیشینه به عنوان یک محدود کننده در میزان افزایش نسبت فشار کل، وجود دارد. علاوه براین، افزایش نسبت فشار باعث کاهش ضریب اصطکاک سطح خواهد شد. زاویه حمله جریان آزاد، باعث کاهش کارآیی تزریق جت میشود. در این حالت میتوان با یکسان نمودن راستای جت و جریان آزاد، نتایج را اندکی بهبود بخشید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical analysis of attack angle effects on 3D supersonic turbulent flow around of blunt body along with opposite jet injection

نویسندگان English

Mojtaba Tahani 1
Mohammad Hojaji Najafabadi 2
Arash Dartoomian 3
Mohammad Salehifar 3
1 UT
2 Assistant professor, Department of Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
3 MSc Student, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran
چکیده English

In this study, the effects of attack angle in opposing jet injection through supersonic blunt bodies on drag reduction and distribution of surface temperature is studied through developing a three dimensional multi-block code. Inviscid terms are calculated by AUSM scheme. The viscous terms is obtained by central difference method and using 4-stage Rung-Kutta algorithm, integral time is computed. Shear stress transport model is used to simulate the effects of turbulence. The effects of pressure ratio and properties of flow field have been verified and validated with experimental and numerical results of other researchers which is indicator of method accuracy. The results show that the sonic jet injection is able to significantly reduce drag nose by changing the shape of the bow shock and it also prevents a sharp increase in the surface temperature by covering the body. Increasing the total pressure ratio, improved performance of jet in both drag reduction and distribution of surface temperature. However due to the sharp increase in retro propulsion of jet there is a limitation in increasing the ratio of total pressure. In addition, the increase of pressure ratio will reduce the friction coefficient. Angle of attack of the free stream reduces the efficiency of the jet injection. Although in this situation the result can be improved to somehow by paralleling the jet and free stream.

کلیدواژه‌ها English

Opposite Jet
Supersonic Turbulent Flow
Blunt Body
Attack Angle
Numerical simulation
Drag Reduction