فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

این پژوهش، تلاشی برای طراحی نازل اسپایک و شبیه‌سازی عددی میدان جریان آن در شرایط مختلف است. به این منظور روش‌های طراحی این نوع نازل بررسی و کد طراحی پروفیل آن تدوین شد. سپس به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، رفتار جریان این نازل به‌صورت عددی شبیه‌سازی گردید. برای انجام شبیه‌سازی‌ها از چهار مدل‌ آشفتگی مناسب برای فیزیک نازل اسپایک استفاده شد تا علاوه بر مدل‌سازی عملکرد نازل در شرایط طراحی و خارج طرح و نیز مقایسه تفاوت‌های جریان در حالت‌های مختلف، بهترین مدل آشفتگی از لحاظ دقت و صحت نتایج مشخص شود. برای اطمینان از صحت شبیه‌سازی‌ها، نتایج عددی با نتایج تجربی موجود مقایسه شد و مشخص گردید که مدل‌های مذکور در صورت بهره‌مندی از شبکه محاسباتی با کیفیت و با ابعاد مناسب در نزدیکی دیواره نازل، می‌توانند جریان اطراف آن را با تقریب قابل قبولی شبیه‌سازی کنند. همچنین این مقایسه‌ها نشان داد که مقدار فشار روی دیواره اسپایک در مدل k-ε,Realizable به طور معمول منطبق بر نتایج تجربی و در بدترین شرایط با اختلاف 15 درصد محاسبه شده است و بر این اساس نسبت به سایر مدل‌ها نتایج نزدیک‌تری به داده‌های تجربی دارد. از طرف دیگر مقایسه عکس‌های گرفته شده از جریان حول نازل در طول آزمایش‌های تجربی با کانتورها و نمودارهای حاصل از تحلیل‌های عددی، حاکی از توانایی بالای روش عددی مورد استفاده در پیش‌بینی فیزیک جریان حول نازل اسپایک است. بنابراین می‌توان ادعا کرد که اجرای روند پیموده شده در این پژوهش، محققان را از انجام تست‌های سرد در طول طراحی و ساخت نازل اسپایک بی‌نیاز می‌سازد.