فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این پژوهش، یک بررسی عددی جامع از جریان سیال تراکم‌پذیر در یک مجرا دوبعدی با برآمدگی‌هایی به شکل منحنی و مثلثی در کف مجرا، تحت شرایط جریان زیرصوتی و فراصوتی انجام شده است. برای تولید هندسه و شبکه از نرم‌افزار گمبیت و برای حل عددی جریان از نرم‌افزار فلوئنت استفاده گردید. مدل آشفتگی k-ω SST به همراه حل‌گر ضمنی مبتنی بر چگالی برای شبیه‌سازی جریان در اعداد ماخ ورودی 0.5، 0.675 و 1.4 به کار گرفته شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهنده‌ی تغییرات مشخص فشار و عدد ماخ در طول مجرا بوده که این تغییرات به‌طور مستقیم تحت تأثیر هندسه برآمدگی و رژیم جریان قرار دارد. در عدد ماخ 0.5، فشار در لبه ابتدایی برآمدگی منحنی تا 1.2 برابر فشار ورودی افزایش یافت و عدد ماخ تا 0.43 کاهش پیدا کرد. در ماخ 0.675، فشار تا 1.4 برابر افزایش یافت و عدد ماخ به 0.6 کاهش یافت. در حالت جریان فراصوتی (ماخ 1.4)، تشکیل موج شوک به وضوح مشاهده شد که با کاهش فشار تا 0.75 برابر و افزایش عدد ماخ تا 1.5 در پایین‌دست همراه بود. برآمدگی‌های مثلثی نسبت به منحنی، اغتشاشات قوی‌تری در مشخصات جریان ایجاد کردند و منجر به شکل‌گیری شوک‌ها و گرادیان‌های فشاری شدیدتری شدند. بردارهای سرعت و خطوط جریان، تمرکز شوک‌ها در نزدیکی برآمدگی را نشان دادند. یافته‌های این پژوهش برای بهینه‌سازی عملکرد آیرودینامیکی در سامانه‌های مهندسی نظیر توربوماشین‌ها، نازل‌ها و مجاری انتقال سیال اهمیت بالایی دارند و تأثیر هندسه بر پدیده‌هایی نظیر شکل‌گیری شوک، اتلاف انرژی و بازیابی فشار را به‌خوبی نشان می‌دهند