حل معادلات سه بعدی لایه شوک لزج در امتداد خطوط جریان
Abstract
یک روش تقریبی برای حل جریانهای سه بعدی لزج ماوراء صوت با استفاده از تشابه متقارن محوری ارایه شده است. اعمال تشابه متقارن محوری بر روی خطوط جریان به معنای صفر فرض نمودن مولفه جانبی سرعت می باشد، بنابراین معادلات سه بعدی لایه شوک لزج به فرم متقارن محوری کاهش می یابند. در این روش جهت محاسبه فشار در لایه شوک از رابطه اصلاح شده فشار مزلن بجای معادله مومنتوم عمودی استفاده می شود. از آنجاییکه معادلات حاکم بر جریان در سیستم مختصات منحنی الخط خطوط جریان نوشته می شوند، مشکل محاسبه نرخ انتقال حرارت به سطح در ناحیه پشت به باد اجسام ماوراء صوت که در روشهای قبلی وجود داشت ، حل می گردد. بعلاوه این روش قادر به حل میدانهای جریان تعادلی نیز می باشد. به این منظور از مدل هانسن جهت محاسبه خواص ترمودینامیکی و انتقالی هوا در حالت تعادل شیمیایی استفاده شده است. روش مذکور به دلیل استفاده از ایده تشابه متقارن محوری زمان محاسبات را در مقایسه با روشهای قبلی حل معادلات سه بعدی لایه شوک لزج کاهش می دهد که در مرحله طراحی اولیه اجسام ماوراء صوت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نتایج بدست آمده از این روش با داده های تجربی و سایر نتایج عددی مقایسه شده است. مقایسه ها نشان می دهد که روش حاضر از دقت بسیار خوبی در محاسبه نرخ انتقال حرارت به سطح برای جریان هوا با فرض گاز کامل و جریان تعادلی برخوردار است