ارزیابی دقت روش های نیمه تجربی و عددی در تخمین ضرایب آیرودینامیک بال مثلثی ماهواره بر هواپایه
نویسندگان
1 تهران، بزرگراه آل احمد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک
2 دانشگاه تربیت مدرس
3 دانشگاه تربیت مدرس تهران
doi
چکیده
در این مقاله به اهمیت برآورد صحیح رفتار آیرودینامیکی بال مثلثی در مرحله طراحی مفهومی یک موشک ماهواره بر هواپایه پرداخته شده و چندین روش تخمین و محاسبه ضرایب آیرودینامیکی بررسی و دقت این روشها سنجیده شده است. نرم افزارهای علمی و تجاری و نیز فلوئنت بعنوان شیوه های مختلف در دسترس انتخاب و از هندسه مشابه بال مثلثی نصبشده بر روی ماهواره بر هواپایه پگاسوس بهعنوان الگو استفاده شده است. ویژگی متمایز این بال، عدم استفاده از تونل باد در روند طراحی آن و پرواز در گستره وسیعی از جریانها میباشد. با توجه به اینکه پارامترهای متعددی از جمله ضرایب نیرو و ممان آیرودینامیکی، مشتقات پایداری و کنترل، ضرایب بارگذاری بر روی سازه بال و ضریب انتقال حرارت بال مورد نیاز است، لذا توانمندی روشهای مختلف در تخمین و محاسبه ضرایب آیرودینامیکی بعنوان مهمترین پارامترهای موثر بر رفتار سیستم، ارزیابی شده و در هر رژیم جریان، نرم افزار یا تکنیک حل مناسب معرفی شده است. با توجه به قدرت و ظرفیت سامانه پردازش موازی در دسترس، تکنیکهای متفاوت CFD باهم مقایسه شده است. دقت روشهای حل معادلات میانگین رینولدز (RANS) و معادلات اویلر بر اساس مقایسه با نتایج حاصل از DES سنجیده شده که محدوده های اعتبار و صحت این شیوه های ساده تر نیز پیشنهاد شده است. نتایج کلی حاصل، نشان دهنده مزیت نسبی روشهای CFD بر نرم افزارهای صنعتی و کدهای نیمه تجربی است. نرم افزارهای صنعتی و کد نیمه تجربی عمدتاً در محدوده خطی یا زوایای حمله کوچک، پاسخ های مطلوب ارایه میدهند.
