تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,304 |
تعداد مقالات | 15,959 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,299,359 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,059,587 |
بررسی توزیع فشار و دما و جدایش جریان روی سطح جسم میانی نازل آئرواسپایک | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 8، دوره 50، شماره 3 - شماره پیاپی 92، آبان 1399، صفحه 57-66 اصل مقاله (2.44 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2020.9996 | ||
نویسندگان | ||
روح الامین درگاهی1؛ روح الله رفعی* 2 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران | ||
2دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران | ||
چکیده | ||
در مقاله حاضر به بررسی توزیع فشار و دما روی سطح جسم میانی نازل آئرواسپایک در نسبتهای فشار مختلف پرداخته شده است. برای تجزیه معادلات حاکم بر جریان آشفته از روش حجم محدود با مدلهای توربولانسی مختلف استفاده شده است. با مقایسه نتایج با داده های تجربی موجود، مدل SST k-ω برای شبیه سازی جربان آشفته انتخاب شده است. طول ناحیه چرخشی، تغییر دما در نقاط دمای بیشینه و کمینه، تغییرات دما و فشار در ناحیه چرخشی و امکان پیش بینی نقطه جدایش و ضمیمه شدن بوسیله نمودار توزیع فشار و دما بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که با افزایش نسبت فشار نقطههای جدایش، ضمیمه شدن و ناحیه چرخشی به طرف پایین-دست حرکت میکنند و همزمان طول ناحیه چرخشی نیز افزایش مییابد. همچنین مقدار دما در نقاط دمای بیشینه و کمینه تقریبا تغییر نمیکند ولی مقدار فشار بیشینه و کمینه کاهش پیدا میکنند. یکی دیگر از نتایج مهم تقریب خوب پیش بینی نقطه ضمیمه شدن توسط نمودار دما در نقطه دمای بیشینه میباشد به طوری که نقطه ضمیمه شدن همان مکانی میباشد که دما بیشینه میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
لایه مرزی آشفته؛ توزیع فشار؛ توزیع دما؛ جدایش ناشی از شوک؛ نازل آئرواسپایک | ||
مراجع | ||
[1] Wang C., Liu Y. and Qin L., Aerospike nozzle contour design and its performance validation, Acta Astronautica, Vol. 64, No. 11-12, pp. 1264-1275, 2009.
[2] Ruf J. and McConaughey P., The plume physics behind aerospike nozzle altitude compensation and slipstream effect, 33rd Joint Propulsion Conference and Exhibit, 1997.
[3] بنازاده نیشابوری ن. و رفعی ر.، شبیهسازی عددی میدان جریان تراکمپذیر سه بعدی در سیستم کنترلبردار نیـروی پیشران با تیغههای منحرف کننده جریان. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 46، ش. 4، ص 48-39، 1395. [4] گلرنگ س. و رفعی ر.،بررسی اثر جابهجایی مکان مقطع برشی در ناحیه واگرای یک نازل متحرک بر عملکرد آن در سیستم کنترل بردار تراست. مجلۀ علمی پژوهشی مکانیک سازهها و شارهها، د. 4، ش. 2، ص 146-133، 1393. [5] Ito T., Fujii K. and Hayashi A., Computations of Axisymmetric Plug-Nozzle Flowfields: Flow Structures and Thrust Performance, Journal of Propulsion and Power, Vol. 18, No. 2, pp. 254-260, 2002.
[6] Baldwin B. and Lomax H., Thin-layer approximation and algebraic model for separated turbulentflows, in 16th Aerospace Sciences Meeting, 1978.
[7] Kapilavai D., Tapee J., Sullivan J., Merkle C., Wayman T. and Conners T., Experimental Testing and Numerical Simulations of Shrouded Plug-Nozzle Flowfields, Journal of Propulsion and Power, Vol. 28, No. 3, pp. 530-544, 2012.
[8] Wilcox D., Formulation of the k-w Turbulence Model Revisited, AIAA Journal, Vol. 46, No. 11, pp. 2823-2838, 2008.
[9] He M., Qin L. and Liu Y., Numerical investigation of flow separation behavior in an over-expanded annular conical aerospike nozzle, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 28, No. 4, pp. 983-1002, 2015.
[10] Menter F. R., Kuntz M. and Langtry R., Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model, Proceedings of the 4th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer, Begell House Inc., West Redding, pp. 625-632, 2003.
[11] Sutton G. and Biblarz O., Rocket Propulsion Elements, 9th ed. Wiley, p. 289, 2016.
[12] Verma S., Performance Characteristics of an Annular Conical Aerospike Nozzle with Freestream Effect, Journal of Propulsion and Power, Vol. 25, No. 3, pp. 783-791, 2009.
[13] John, J. and Keith, T., Gas dynamics. 3rd ed. Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall, p.58, 2006.
[14] Perry, R. and Green, D., Perry's Chemical Engineers' Handbook. 6th ed. McGraw-Hill, pp.3-162, 1985.
[15] White F., Viscous fluid flow, 3rd ed. New York: McGraw-Hill, p. 28, 2005.
[16]ANSYS Fluent User's Guide, ANSYS Fluent Realease 15.0, 2013.
[17] Weiss J., Maruszewski J. and Smith W., Implicit solution of the Navier-Stokes equations on unstructured meshes, in 13th Computational Fluid Dynamics Conference, 1997.
[18] Roe P., Characteristic-Based Schemes for the Euler Equations, Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 18, No. 1, pp. 337-365, 1986.
[19] Anderson W. and Bonhaus D., An implicit upwind algorithm for computing turbulent flows on unstructured grids, Computers & Fluids, Vol. 23, No. 1, pp. 1-21, 1994.
[20] Van Leer B., Towards the ultimate conservative difference scheme. V. A second-order sequel to Godunov's method, Journal of Computational Physics, Vol. 32, No. 1, pp. 101-136, 1979.
[21] Launder B. and Spalding D., Lectures in mathematical models of turbulence. London: Acad. Pr., 1979.
[22] Menter F., Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications, AIAA Journal, Vol. 32, No. 8, pp. 1598-1605, 1994.
[23] Spalart P. and Allmaras S., A one-equation turbulence model for aerodynamic flows, in 30th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 1992.
[24] Gibson M. and Launder B., Ground effects on pressure fluctuations in the atmospheric boundary layer, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 86, No. 03, p. 491, 1978.
[25] Launder B., Second-moment closure: present… and future?, International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 10, No. 4, pp. 282-300, 1989.
[26] Launder B., Reece G. and Rodi W., Progress in the development of a Reynolds-stress turbulence closure, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 68, No. 03, p. 537, 1975.
[27] Chen C. and Jaw S., Fundamentals of turbulence modeling. Taylor & Francis, Washington, DC, 1998.
[28] Chen H. C. and Patel V. C., Near-wall turbulence models for complex flows including separation, AIAA Journal, Vol. 26, No. 6, pp. 641-648, 1988.
[29] Tannehill J., Anderson D. and Pletcher R., Computational fluid mechanics and heat transfer. Washington, DC: Taylor & Francis, 1997.
[30] Çengel Y. and Cimbala J., Fluid mechanics. McGraw-HillHigher Education, Boston, 2006.
[31]Anderson J., Fundamentals of aerodynamics, 6 ed. McGraw- Hill Education, pp. 669-671, 2016.
[32]Houghton E., Carpenter P., Collicott S. and Valentine D., Aerodynamics for engineering students, 6 th ed. Elsevier, 2013. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 385 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 321 |