طراحی بهینه پروفیل شیپوره در پیش برنده ها

اصل اساسی حرکت موشک ها و فضاپیماها، نیروی رانش ایجاد شده ناشی از خروج گازهای داغ با سرعت بالای صوت میباشد و در این میان شیپوره ها نقش بسیار مهمی را بر عهده دارند. در این تحقیق یکی از روش های مهم طراحی شیپوره و بهینه سازی آن ارایه شده است. در این تحقیق در ابتدا معادلات حاکم بر جریان ذکر شده و سپس با توجه به اینکه این معادلات از نوع هذلولوی می باشند آنها را به صورت معادلات سازگاری معتبر بر روی خطوط مشخصه ارایه مینماییم. سپس به معرفی روشی برای بهینه کردن کانتور شیپوره با استفاده از حساب تغییرات می پردازیم که این بهینه سازی در راستای حداکثر کردن نیروی رانش ایجاد شده توسط شیپوره می باشد. در این روش نیروی رانش ایجاد توسط شیپوره را با در نظر گرفتن یک قید ایزوپریمتریک حداکثر می نماییم که این قید می تواند طول ثابت، طول قوس ثابت، سطح جانبی ثابت و بسیاری از قیود مهندسی دیگر باشد. از مزایای مهم این روش آن است که در آن می توان اثرات اتلافی مانند تجزیه شیمیایی، اصطکاک و لایه مرزی را در نظر گرفت. این گزارش به خوبی نشان می دهد که روش یاد شده روش مناسبی برای تحلیل جریان در شیپوره و طراحی آن می باشد. خاطر نشان می گردد که استفاده از روشهایی مشابه روش یاد شده فوق فقط با استفاده از کامپیوترهای سریع امروزه میسر است.