مدل سازی عددی جریان غیر دائمی گاز و طراحی یک سامانه ی گازی پرتابگر مدل

یکی از روش های آزمایش و اندازه گیری پارامتر های آیرودینامیکی مدل یک وسیله ی پروازی، روش پرتاب آزاد مدل آن می باشد. از تکنیک های پرتاب آزاد مدل، استفاده از سامانه های گازی پرتابگر مدل می باشد. با استفاده از پرتاب آزاد مدل و با ترکیب تکنیک های عکس برداری سریع و استفاده از سیستم های تلمتری، مشخصه های پروازی بدنه ی صلب و بعلاوه ی مشخصه های الاستیک آن قابل اندازه گیری می باشد. پارامتر های قابل اندازه گیری می تواند شامل مواردی از قبیل ضرایب آیرودینامیکی، پارامتر های آیروالاستیسیته مثل فرکانس و سرعت فلاتر بدنه، پارامتر های خروج از تیوب و پارامتر های برخورد و نفوذ باشد. در این پایان نامه ابتدا یک بررسی کلی از انواع سامانه های پرتابگر صورت گرفته است. سپس طراحی سامانه ی گازی تک مرحله ای پرتابگر مدل انجام گرفته است. مدل صفر معادله ای جریان درون سامانه ی مذکور برای طراحی مقدماتی آن مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از سامانه ی مورد نظر می توان مدل های با اندازه های وزنی تا 2 کیلوگرم و قطر تا 7 سانتی متر را در بازه ی ماخ های پروازی تا 3 پرتاب نمود. برای بررسی دقیق تر طراحی و صحت عملکرد آن، شبیه سازی عددی متقارن محوری میدان جریان سیال درون سامانه و حرکت مدل درون تیوب به صورت جریان غیر لزج و لزج شامل مدل های توربولنت از قبیل rsm spalart-allmaras, k-?, انجام شده است. تغییرات پارامترهایی از قبیل فشار مخزن و جرم مدل نیز به صورت عددی بررسی گردیده است. مقایسه ی نتایج شبیه سازی عددی بین مدل های مختلف، اختلاف زیادی را بین نتایج مدل صفر معادله ای و بقیه مدل ها نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که بین جواب های مدل غیر لزج و مدل rsm کمتر از 3.5 درصد اختلاف وجود دارد که با این اختلاف اندک می توان با تقریب خوبی، جریان درون سامانه را به صورت غیر لزج مدل کرد.