تحلیل عددی تداخل آیرودینامیکی دو جسم سیلندری عبوری از هم در سرعت‌های مافوق صوت

نوع مقاله : گرایش پیشرانش و انتقال حرارت

نویسندگان

1 نویسنده مسئول: استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)، تهران، ایران

چکیده

تداخل آیرودینامیکی یکی از پدیده‌هایی است که هنگام عبور دو جسم پرنده از نزدیکی یکدیگر رخ می‌دهد. در این حالت تغییر توزیع فشار واردشده بر اجسام عبوری از نزدیکی یکدیگر باعث تغییر در نیروهای آیرودینامیکی می‌شود. در این پژوهش به بررسی عددی میدان جریان بین دوبدنه باریک در فاصله نزدیک و تغییرات فشار در طول آن‌ها در سرعت‌های مافوق صوت پرداخته می‌شود. شبیه‌سازی به‌صورت دوبعدی و سه‌بعدی انجام‌شده و برای مدل‌سازی آشفتگی جریان از مدل k-omega sst استفاده‌شده است. دوبدنه باریک در سرعت‌های 5/1، 3 و 5/4 ماخ و در فواصل 2، 3 و 4 برابر قطر بدنه یکدیگر در کنار هم قرارگرفته و در دو حالت دارای حرکت نسبی و بدون حرکت نسبی موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد با افزایش سرعت جریان آزاد، موج شوک از کمانی به مایل تغییر شکل می‌یابد و بین دوبدنه منعکس می‌شود. همچنین با کاهش عدد ماخ جریان و افزایش فاصله بین دوبدنه باریک، موج شوک منعکس‌شده ضعیف‌تر می‌شود. در ماخ 5/1 بازتاب موج شوک بین دوبدنه چندان محسوس نیست درحالی‌که در ماخ 5/4 موج شوک به‌خوبی بین دوبدنه بازتاب دارد. در حالت دارای حرکت نسبی دوبدنه باریک، در نقاط بازتاب موج شوک جدایش جریان روی می‌دهد و تعداد انعکاس موج شوک نسبت به حالت بدون حرکت نسبی کمتر می‌شود.

تازه های تحقیق

  • بررسی تداخل آیرودینامیکی به‌صورت استاتیکی
  • تحلیل پدیده نزدیکی به‌صورت ناپایا و با حرکت یک جسم در مجاورت یک جسم دیگر در سرعت‌های مافوق صوت
  • بررسی اثرات تداخل آیرودینامیکی روی توزیع فشار

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1] Yazdani K, Naderi A. The Effect of the Geometric Parameters of the Fin on Aerodynamic Performance of Missile. Fluid Mechanics & Aerodynamics Journal. 2020;8(2):141-51.##
[2] Wang F, Liu J, Qin H, Song Y, Chen L, Hu J. Unsteady aerodynamic characteristics of slender body at extra-wide angle-of-attack range. Aerospace Science and Technology. 2021;110:106477.##
[3] Hung CM. Computation of three-dimensional shock wave and boundary-layer interactions. 1985.##
[4] Wilcox Jr FJ. Separation characteristics of generic stores from Lee side of an inclined Flat Plate at Mach 6. 1995.##
[5] Morkovin MV, Migotsky E, Bailey HE, Phinney RE. Experiments on interaction of shock waves and cylindrical bodies at supersonic speeds. Journal of the Aeronautical Sciences. 1952;19(4):237-48.##
[6] Brosh A, Kussoy MI, Hung CM. Experimental and numerical investigation of a shock wave impingementon a cylinder. AIAA journal. 1985;23(6):840-6.##
[7] Volkov VF, Derunov EK. Interaction of a combination of bodies in supersonic flow. Interference and diffraction of shock waves in flow over two bodies of revolution. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2006;79(4):712-21.##
[8] Mowatt S, Skews B. Three dimensional shock wave/boundary layer interactions. Shock Waves. 2011;21(5):467.##
[9] Chaplin RA, MacManus DG, Birch TJ. Aerodynamic interference between high-speed slender bodies. Shock Waves.## 2010;20:89-101.
[10] Chaplin R, MacManus D, Leopold F, Martinez B, Gauthier T, Birch T. Computational and experimental investigation into aerodynamic interference between slender bodies in supersonic flow. Computers & fluids. 2011;50(1):155-74.##
[11] Chaplin R, MacManus D, Leopold F, Martinez B, Gauthier T, Birch T. Aerodynamic interference on finned slender body. AIAA Journal. 2016;54(7):2017-33.##
[12] Hooseria SJ, Skews BW. Three-dimensional, curved shock wave interactions with slender bodies at incidence. In29th International Symposium on Shock Waves 2. 2015; 2: 1291-1296.##
[13] Hooseria SJ, Skews BW. Shock wave interactions between slender bodies: Some aspects of three-dimensional shock wave diffraction. Shock Waves. 2017;27:109-26.##
دوره 19، شماره 3 - شماره پیاپی 73
شماره پیاپی 73، فصلنامه پاییز
آذر 1402
صفحه 79-95
  • تاریخ دریافت: 12 دی 1401
  • تاریخ بازنگری: 19 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش: 16 اسفند 1401
  • تاریخ انتشار: 01 اردیبهشت 1402