تحلیل آیرودینامیکی و دینامیکی سه فشنگ رایج از تفنگ های بادی در جریان گذر صوت

در پایان نامه ی حاضر, تحلیل آیرودینامیکی و دینامیکی سه فشنگ رایج از تفنگ های بادی در جریان گذر صوت مورد توجه قرار گرفته است. این فشنگ ها دارای کالیبر یکسانی هستند امّا دماغه ی آنها با یکدیگر متفاوت است. پس از یک عملیات عکس برداری دقیق, فشنگ ها به کمک کامپیوتر مدلسازی هندسی شدند تا نقشه ی صنعتی آنها بدست آید. سپس, این نقشه ها برای استخراج تعداد مناسبی از نقاط مبیّن هندسه که در مش بندی حوزه ی حل کاربرد دارند, بکار گرفته شدند. حوزه ی حل, همانند کار حاضر, معمولاً به صورت ناحیه ای دایره ای شکل به شعاع پانزده برابری شعاع فرضی پرتابه ی مورد نظر, تعریف می شود. پس از طی این مراحل, معادلات کامل ناویر - استوکس, به عنوان معادلات حاکم بر میدان جریان سیال, با استفاده از روش جیمسون که یک روش عددی است, حل شدند. نتایج آیرودینامیکی حاصله شامل خطوط جریان, ضرایب درگ و فشار و همچنین کانتورهای عدد ماخ و فشار هستند. این نتایج چگونگی تغییرات ضریب درگ بر حسب عدد ماخ جریان آزاد را نشان می دهند. در گام بعد, معادلات حاکم بر مسیر حرکت پرتابه که به تغییرات ضریب درگ وابسته اند استخراج شدند و همانند معادلات آیرودینامیکی حاکم در اعداد ماخ کمتر, مساوی و بیشتر از یک حل شدند. نتایج دینامیکی بدست آمده در جریان گذر صوت مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. این نتایج شامل نمودارهای مسیر حرکت, افت سرعت بر حسب زمان, افت ماخ جریان آزاد بر حسب مکان, مومنتوم آغازین و انتهایی و ... می باشد. براساس تحلیل های انجام شده, از نقطه نظر آیرودینامیکی فشنگ نوع سوم در گستره ی قابل توجهی از عدد ماخ جریان آزاد, فشنگ برتر بوده و غالباً بهترین شرایط دینامیکی را احراز نموده, لیکن در مورد فشنگ های نوع اول و دوم, تعیین فشنگ برتر به لحاظ دینامیکی منوط به گستره ای از عدد ماخ می شود که در آن پرتابه برد مؤثر خود را می پیماید. بر اساس نتایج اخذ شده, فشنگ نوع اول در اعداد ماخ پایین , پرواز بهتری نسبت به فشنگ نوع دوم از خود به نمایش می گذارد, در حالی که برای اعداد ماخ نزدیک به یک و بالاتر از آن برتری از آن فشنگ نوع دوم است. همچنین با انجام چندین شلیک آزمایشی اعتبار تحلیل های دینامیکی صورت گرفته مورد تأیید قرار گرفته است.