شبيه سازي عددي جريان ماوراء صوت با اثرات گاز حقيقي

كارشناسي ارشد

هدف اين تحقيق تدوين نرم افزاري دقيق و موثر جهت شبيه سازي عددي جريان ماوراء صوت با اثرات گاز تعادلي با استفاده از روشهاي بالا دستي گوناگون مي باشد . در اين تحقيق از هفت روش بالادستي شامل روش تجزيه تفاوت شار "رو" و روش تجزيه بردار شار "ون لير " و پنج روش از خانواده AUSM با نام هاي AUSMD ، AUSMDV +AUSM ،AUSMPW و AUSMPW+ براي حل معادله اويلر استفاده شده است . براي تقريب ترم هاي ناشي از لزجت در معادله ناوير -استوكس ، از تقريب تفاضل مركزي استفاده شده است . خواص ترموديناميكي و خواص انتقالي هوا در شرايط تعادل شيميايي با استفاده از منحني هاي برازش شده سرينوسن و همكاران بدست امده است . براي بررسي صحت تمام روشها ، شش مساله در رژيم هاي مختلف جريان ، به صورت لزج و غير لزج با فرض گاز تعادلي و گاز كامل حل شده اند . هر كدام از روشهاي فوق داراي نقاط ضعف و قوت گوناگوني مي باشند . روش "رو " بهترين روش براي حل معادلات ناوير-استوكس در شرايطي است كه جريان داراي امواج انبساطي قوي نيست و يا جريان هايي كه براي حل آنها نياز به اتلاف عددي ذاتي بالايي نباشد . ( به مانند دماغه يخ ) است . روش "ون لير" بهترين روش براي حل معادله اويلر در تمام رژيم هاي جريان است ولي در حل جريان هاي لزج و به خصوص در لايه مرزي دچار مشكل مي شود . روش AUSMD/V بهترين روش از نظر زمان و تعداد تكرار تا همگرايي در جريان هايي كه قادر به حل آن مي باشد . است . اين دو روش در حل جريان حول دماغه يخ ،منجر به پديده دوكي مي گردند كه نامطلوب است . روش AUSM+ براي جريان هايي تا عدد ماخ حدود حدود شش بسيار موثر و دقيق عمل مي نمايد . در نهايت دو روش AUSMPW و AUSMPW+ در تمام رژيم هاي جريان ، در دو حالت لزج و غير لزج ،هم با فرض گاز تعادلي و هم با فرض گاز كامل جواب هايي با دقت بالا دارند و تنها تفاوت عمده اين دو روش در كم بودن زمان و تعداد تكرار روش AUSMPW+در مقايسه با روش AUSMPW است .

198916

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر رضا ابراهيمي