شبیه‌سازی عددی میدان جریان حول محمولة بازگشتی از فضا و مطالعة اثرات تغییرات زاویة حمله بر ساختار میدان

نوع مقاله: علمی- ترویجی

نویسندگان

آزمایشگاه پژوهشی توربولانس، دینامیک سیالات محاسباتی و احتراق، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه قم

چکیده

در این پژوهش، درباره میدان جریان پیرامون محمولة بازگشتی از فضا مطالعه شده است که یک مدل هندسی دارای پخ و متقارن نسبت به محور عمودی است. شبیه‌سازی جریان پیرامون اجسام پرنده در رژیم پروازی فرا صوتی، از مباحث مطرح در پروژه­های هوافضایی است. بازگشت موفقیت­آمیز محموله‌های بازگشتی به زمین به‌شدت به زاویة حملة آنها هنگام ورود به اتمسفر وابسته است. به دلیل اهمیت موضوع محاسبات آیرودینامیکی وسایل پرنده و به دلیل اینکه معمولاً وسایل پرنده تاکتیکی از جمله موشک در زاویه حمله پرواز می‌کنند، موضوع یادشده اهمیت خاصی در صنایع هوافضایی دارد و در بسیاری از موارد نتایج تحقیقات انتشار نیافته است و این موضوع سبب بروز تا حد زیادی تحقیق در این حوزه را با مشکلاتی مواجه می‌کند. در این تحقیق، جریان حول اجسام متقارن در زوایای حمله‌ مختلف بررسی خواهد شد. به این منظور میدان جریان در عدد ماخ 7 و در زوایای حملة مختلف شبیه‌سازی و نتایج آن با داده‌های مرجع مقایسه می­شود که نتایج دقت نسبتا مناسبی را به ویژه برای ضرایب نیروی محوری و شکل خطوط همتراز برای مولفة افقی سرعت نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


[1]Rom, J., High Angle of Attack Aerodynamics: Subsonic, Transonic, and Supersonic Flows, Springer-Verlag Inc., 1992

[2]Ateşoğlu, Ö, High Angle of Attack Maneuvering and Stabilization Control of Aircraft”, Ph.D. Dissertation of Mechanical Engineering in the Middle East Technical University, 2007.

[3]Bjarke, L.J., Del Frate, J.H., and Fisher, D.F., “A Summary of the Forebody High Angle-of-Attack Aerodynamics Research on the F-18 and the X-29A Aircraft”, NASA Technical Memorandum 104261, 1992.

[4]Heidari, M.R., and Taeibi-Rahni, M., “Computational Simulation of Turbulent Supersonic Flows around Axisymmetric Bodies Using a PNS/TLNS Multi-block Approach”, Aerospace and Mechanics Journal, Vol. 3, No. 4, pp.1-11, 2007.

[5]Scalabrin, L.C., Numerical Simulation of Weakly ionized Hypersonic Flow over Reentry Capsules, Ph.D. Dissertation of Aerospace Engineering in the University of Michigan, 2007.

[6]Sekaran M., and Achu Naik, B., “Effect of Angle of Attack on a Re-Entry Capsule” The First International Conference on Interdisciplinary Research and Development, Thailand, 2011.

[7]Moss, J.N., Glass, C.E., and Greene, F.A., “Blunt Body Aerodynamics for Hypersonic Low Density Flows”, NASA Langley Research Center, VA 23681-2199, 2005.