بررسی عددی روش پیشنهادی نوین کاهش نیروی پسا در پرواز ماوراء صوت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر، جدیدترین ایده پیشنهاد شده به منظور کاهش نیروی پسا در پرواز ماوراء صوت با استفاده از شبیه سازی عددی مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است. اساس روش مذکور، استفاده از ماده ای انرژی زا به عنوان پوشش سطح دماغه جسم بوده که تحت تاثیر دمای بالای هوا در اطراف ناحیه سکون در حین پرواز، طی واکنش با هوا و با آزادسازی انرژی، منجر به دورتر شدن موج ضربه ای از دماغه و کاهش نیروی پسا خواهد شد. اطلاعات ارائه شده در مورد این روش محدود بوده و بر اساس بررسی های انجام شده قبل، بعضا تناقضاتی در این اطلاعات مشاهده و گزارش شده است. بررسی های قبل، متمرکز بر فیزیک این فرایند و تاثیر روش در میزان افزایش فاصله موج ضربه ای از دماغه بوده و به تاثیر این روش در میزان کاهش نیروی پسا نپرداخته اند. در این تحقیق، تمرکز اصلی بر روی تغییرات نیروی پسای جسم بوده و با استفاده از فرضیات مناسب، تاثیر روش در میزان کاهش نیروی پسا مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که بر خلاف ادعای ارائه دهندگان این روش، میزان کاهش نیروی پسا قابل توجه نبوده و لذا در کنار اثرات منفی جنبی آن، باید بر اساس ملزومات طراحی و به منظور کاربرد، با دقت بیشتری مورد ارزیابی قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Menezes V., Saravanan S., Jagadeesh G., and Reddy K. P. J., Experimental Investigations of Hypersonic Flow over Highly Blunted Cones with Aerospikes, AIAA Journal, Vol. 41, No. 10, pp. 1955-1966, 2003.
  • Kurbatskii K. A., and Montanari F., Application of Pressure-Based Coupled Solver to the Problem of Hypersonic Missiles with Aerospikes, 45th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 8-11 January 2007, Nevada, AIAA-2007-462, 2007.
  • Srinivasan G. R., and Chamberlain R. R., Drag Reduction of Spiked Missile by Heat Addition, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, 16-19 August 2004, Rhode Island, AIAA-2004-4714, 2004.
  • Kremeyer K., Sebastian K., and Shu C. W., Computational Study of Shock Mitigation and Drag Reduction by Pulsed Energy Lines, AIAA Journal, Vol. 44, No. 8, pp. 1720-1731, 2006.
  • Cai C., and He X., Energy-Deposition/Extraction Effects on Oblique Shock Waves Over a Wedge, AIAA Journal, Vol. 45, No. 9, pp. 2267-2272, 2007.
  • Venukumar B., Jagadeesh G., and Reddy K. P. J., Counterflow Drag Reduction by Supersonic Jet for a Blunt Body in Hypersonic Flow, Physics of Fluids, Vol. 18, No. 11, 2006.
  • Kulkarni, V., and Reddy, K. P. J., Enhancement in Counterflow Drag Reduction by Supersonic Jet in High Enthalpy Flows, Physics of Fluids, Vol. 20, No. 1, 2008.
  • Kulkarni V., Hegde G. M., Jagadeesh G., Arunan E., and Reddy K. P. J., Aerodynamic Drag Reduction by Heat Addition into the Shock Layer for a Large Angle Blunt Cone in Hypersonic Flow, Physics of Fluids, Vol. 20, No. 8, 2008.
  • Deep S., and Jagadeesh G., Aerothermodynamic Effects of Controlled Heat Release within the Hypersonic Shock Layer Around a Large Angle Blunt Cone, Physics of Fluids, Vol. 30, 2018.
  • Tahsini A. M., Heat Release Effects on Drag Reduction in High Speed Flows, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 57, N. 2, PP. 657-661, 2013.
  • Tahsini A. M., Parametric Study of the Effect of Exothermic Coating Properties on Blunt Nose Drag Reduction in Hypersonic Flights, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Vol. 228, N. 9, PP. 1461-1465, 2014.
  • Tahsini, A. M., and K. K. N., Anbuselvan, The Accuracy of Hypersonic Drag Reduction Test Data: Transient Simulation and Time Requirements, High Temperature, Accepted for Publication, 2021.
  • Liou, M. S., A Sequel to AUSM: AUSM+, Journal of Computational Physics, Vol. 129, pp. 364-382, 1996.
  • Tahsini, A. M., Suppression of the Detonation Wave with the Aid of a Multi-Component Particle Cloud, Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, Vol. 61, N. 1, PP. 54-60, 2020.
  • Tahsini, A. M., and Nabavi, S. S., Evaporation and Combustion of n-Heptane Droplets in Supersonic Combustor, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Accepted for Publication, 2021.
  • Tahsini, A. M., Combustion Efficiency and Pressure Loss Balance for the Supersonic Combustor, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Vol. 234, N. 6, PP. 1149-1156, 2020.
  • Tahsini, A. M., Regression Rate Response in Spin-Stabilized Solid Fuel Ramjets, Journal of Mechanics, Vol. 37, PP. 37-43, 2020.
  • Nagata, T., Nonomura, T., Takahashi, S., Mizuno, Y. and Fukuda, K., Investigation on subsonic to supersonic flow around a sphere at low Reynolds number of between 50 and 300 by direct numerical simulation, Physics of Fluids, V. 28, N. 5, PP. 056101, 2016.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار