مطالعه عددی اثر دبی جرمی و موقعیت سپتوم بر میزان بردار رانش و ساختار جریان در نازل آچئون
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی هوافضا
2 عضو هیئت علمی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
doi
10.22034/joae.2022.325989.1084چکیده
نازل آچئون به عنوان یکی از روشهای کنترل سیالی بردار رانش توسعه پیدا کرده است. قبلا در یک دبی جرمی ورودی و در رژیمهای خاصی از جریان بررسی شده است. لذا، موقعیت قرارگیری سپتوم نسبت به دهانه خروجی نازل و تاثیرات آن بر ساختار جریان و میزان بردار رانش و به خصوص ایجاد شوک در نازل بررسی نشده است. در این پژوهش، چندین دبی جرمی ورودی و همچنین چند موقعیت قرارگیری سپتوم متفاوت (نسبت به گلوگاه خروجی نازل) بررسی شده و تاثیر آنها بر ساختار جریان، میزان بردار رانش و همچنین محدوده بروز شوک در نازل آچئون مطالعه شده است. جریان به صورت آشفته، دوبعدی، ایستگاهی و تراکم پذیر در نظر گرفتهشده است. معادلات حاکم بر جریان معادلات ناویر-استوکس میانگینگیری شده رینولدز بوده و برای بستن آنها از مدل آشفتگی دو معادلهای k-ε استاندارد استفادهشده است. معادلات فوق با روش حجم محدود فشار مبنا در یک شبکه عددی با سازمان غیریکنواخت حلشده اند. پس از بررسی استقلال حل از شبکه و اعتبارسنجی، اثر اعداد ماخ، رینولدز و موقعیت قرارگیری سپتوم، بررسی شده و زاویه بردار رانش آچئون بدست آمده است. برابر نتایج حاصله، افزایش دبی ورودی و به طبع آن افزایش عدد رینولدز موجب افزایش زاویه بردار رانش میگردد. در دبی جرمی ورودی kg/s16، در گلوگاه خروجی نازل شوک قائم و متقارن تشکیل شده و با افزایش دبی جرمی ورودی زاویه بردار رانش نازل کاهش مییابد. از طرفی، با کاهش فاصله نوک سپتوم از گلوگاه خروجی نازل در دبی جرمی ثابت، میزان زاویه بردار رانش افزایش مییابد.
