نام پژوهشگر: یاشار شرکاء

مطالعه احتراق در سرعت های بالا با توسعه کد سه بعدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) - دانشکده مهندسی هوافضا 1385
  یاشار شرکاء   صادق تابع جماعت

پیشرفت های اخیر در توسعه سامانه های پیشران مورد استفاده در فضاپیماهای ماوراء صوت موجب استفاده گسترده از روشهای عددی برای مطالعه میدان جریان در داخل این سامانه ها شده است. هدف از پژوهش حاضر، توسعه یک کد عددی سه بعدی به منظور مطالعه پدیده های اختلاط و احتراق در جریان موجود در داخل موتور اسکرمجت می باشد. بدین منظور یک کد محاسباتی سه بعدی که جریان مافوق صوت توام با واکنش شیمیایی را با استفاده از خواص گازهای واقعی شبیه سازی می نماید، توسعه داده شده است. در این کد، از روش تی وی دی ضمنی بالادستی با دقت مرتبه دو به همراه روش مشخصه های محلی به منظور شبیه سازی جریان غیر دایم و چند بعدی سیال توام با واکنش شیمیایی در دستگاه مختصات منحنی الخط عمومی استفاده شده است. معادلات حاکم بر بقای اجزاء و جریان سیال به صورت کاملا پیوسته و به روش ضمنی ،با استفاده از روش ال یو – اس اس او آر ، حل می شوند. برای جریانهای توربولانس، ترمهای مجهول با استفاده از مدلهای توربولانس جبری و دو معادله ای محاسبه می شوند. همچنین برای محاسبه بردارهای انتقال حرارت و جرم ناشی از نوسانات جریان توربولانس از مقادیر ثابت برای اعداد اشمیت و پرانتل توربولانس استفاده شده است. نرخ تولید اجزاء نیز به وسیله یک مکانیزم شیمیایی برای احتراق هیدروژن و هوا که حاوی 9 جزء و 37 مرحله واکنش می باشد، و با استفاده از روابط موجود برای محاسبه نرخ تولید اجزاء در جریانهای لایه ای محاسبه می شود. گرچه محاسبه نرخ تولید اجزاء با استفاده از روابط موجود برای جریانهای لایه ای، برهمکنش میان جریان توربولانس و واکنشهای شیمیایی را در نظر نمی گیرد، تحقیقات نشان داده که خطای ناشی از استفاده از این روش در جریانهای با سرعت بالا بسیار کمتر از خطای تولید شده در جریانهای با سرعت پایین می باشد. به منظور بررسی دقت محاسبات کد حاضر نتایج به دست آمده از این کد، برای میدانهای جریان ناشی از تزریق جت نیتروژن در داخل جریان مافوق صوت هوا و عبور جریان مافوق صوت مخلوط استوکیومتریک هیدروژن و هوا از یک رمپ فشاری در داخل یک کانال، با نتایج به دست آمده از مطالعات تجربی و عددی انجام شده توسط دیگر پژوهشگران مقایسه شده است. در انتها نیز کد محاسباتی، به منظور مطالعه احتراق ناشی از تزریق جت هیدروژن در داخل جریان مافوق صوت هوا در داخل یک کانال مورد استفاده قرار گرفته است.