بررسی عددی جریان مماسی سیال عبوری از یک آستر ریزسوراخ‎دار

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران.

2 استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران.

3 دانشجوی دکترا، مهندسی هوافضا، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران.

doi
10.22044/jsfm.2025.15629.3932
چکیده

در این بررسی میدان جریان پس‌زمینه برای مطالعات آکوستیکی روی یک آستر ریزسوراخدار استخراج شده ‎است. برای این منظور، بخشی از یک آستر ریزسوراخ‌دار که در معرض جریان مماسی هوا قرار دارد، به عنوان هندسه مورد مطالعه انتخاب شده است. معادلات ناویراستوکس در حالت سه بعدی به صورت عددی حل شده‎است. برای این منظور شبکه‎ی محاسباتی مناسب با تعداد سلول محاسباتی لازم، ایجاد شده‎است. برای مدل‌سازی اغتشاشات جریان نیز از مدل اغتشاشی k-ε بهره گرفته شده است. برای کاستن از هزینه‎ی محاسبات در ورودی کانال، از شرط مرزی جریان کاملاً توسعه یافته استفاده شده‎است. به منظور صحه‌گذاری، نتایج بدست آمده با نتایج تجربی، مقایسه شده ‎است. اثر عدد ماخ جریان ورودی به کانال بر دو مکانیزم اثر گذار بر رفتار آکوستیکی آستر، یکی مقدار مؤلفه‎ی عمودی سرعت در دهانه‎ی سوراخ و دیگری مقدار گردابه‎ها در دهانه و پایین دست سوراخ بررسی شده ‎است. با افزایش عدد ماخ در ورودی مجرا، میزان چرخش مؤلفه‎ ی عمودی سرعت در طول سوراخ افزایش یافته که سبب تغییر در خواص آکوستیکی آستر از جمله امپدانس آن خواهد شد. میزان تولید گردابه‎ها در پایین دست سوراخ نیز با افزایش عدد ماخ، افزایش می‎یابد. نتایج نشان دهنده‎ی افزایش امپدانس آکوستیکی با افزایش عدد ماخ است.