بررسی اثر ردیف دیسک‌های چندگانه بر پارامترهای عملکردی یک ورودی هوای فراصوتی

ناطوری زاده, مهدی; سپاهی یونسی, جواد

doi:10.22034/joae.2024.412608.1201

بررسی اثر ردیف دیسک‌های چندگانه بر پارامترهای عملکردی یک ورودی هوای فراصوتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهدی ناطوری زاده ¹

جواد سپاهی یونسی ²

¹ گروه مکانیک دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

² گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.22034/joae.2024.412608.1201

چکیده

این مقاله به بررسی عددی اثر ردیف دیسک‌های چندگانه بر پارامتر‌های عملکردی یک ورودی هوای فراصوتی تقارن‌محوری از نوع تراکم ترکیبی در عدد ماخ 2 می‌پردازد. پارامترهای عملکردی ورودی شامل ضریب پسا، ضریب اعوجاج، نسبت بازیافت فشار کل و نسبت دبی جرمی است. ردیف دیسک‌های چندگانه یکی از روش‌های نوین برای کنترل جریان و لایه مرزی است. در این مطالعه پس از اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی به کمک نتایج تجربی، ورودی مورد نظر در نسبت پس‌فشار‌های مختلف از نظر پارامتر‌های عملکردی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه به بررسی اثر تعداد دیسک‌ها، طول و عمق حفره‌های ایجاد شده پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از ردیف دیسک‌های چندگانه اثر مطلوبی بر ضریب پسا و نسبت دبی جرمی دارد. همچنین مشاهده شد که استفاده از ردیف دیسک‌های چندگانه حالت کارکردی فروبحرانی را به تعویق می‌‌اندازد که از لحاظ عملیاتی برای وسیله پرنده بسیار حائز اهمیت است، زیرا باعث گسترش پاکت پروازی پرنده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

ورودی هوای فراصوتی

ردیف دیسک‌های چندگانه

ضریب پسا

نسبت دبی جرمی

بازیافت فشار کل

موضوعات

سیستم های پیشران هواپیماها و بالگردها

Gridley and S. Walker, "Advanced aero-engine concepts and controls," in AGARD Conference Proceedings, 1996, vol. 572.
Valorani, F. Nasuti, M. Onofri, and C. Buongiorno, "Optimal supersonic intake design for air collection engines (ACE)," Acta Astronautica, vol. 45, no. 12, pp. 729-745, 1999.
Ran and D. Mavris, "Preliminary design of a 2D supersonic inlet to maximize total pressure recovery," in AIAA 5th ATIO and16th Lighter-Than-Air Sys Tech. and Balloon Systems Conferences, 2005, p. 7357.
L. Goldsmith, Intake aerodynamics. Blackwell Science, 1999.
Migliorini, P. K. Zachos, and D. G. MacManus, "Novel method for evaluating intake unsteady flow distortion," Journal of Propulsion and Power, vol. 38, no. 1, pp. 135-147, 2022.
Kobayashi, N. Tanatsugu, T. Sato, Y. Maru, and T. Kojima, "Experimental study of multi-row disk inlets for hypersonic air breathing propulsion," in 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2004, p. 861.
Sinha, "Studies on the transition of the flow oscillations over an axisymmetric open cavity model," Advances in Aerospace Science and Applications, vol. 3, no. 2, pp. 83-90, 2013.
Kobayashi, T. Kojima, K. Okai, and Y. Maru, "Study of supersonic cavity flow in advanced variable geometry inlet," in 55th International Astronautical Congress of the International Astronautical Federation, the International Academy of Astronautics, and the International Institute of Space Law, 2004, p. S. 5.06.
Kobayash, Y. Maru, M. Hongoh, S. Takeuchi, K. Okai, and T. Kojima, "Study on variable-shape supersonic inlets and missiles with MRD device," Acta Astronautica, vol. 61, no. 11-12, pp. 978-988, 2007.
Maru, H. Kobayashi, S. Takeuchi, and T. Sato, "Flow oscillation characteristics in conical cavity with multiple disks," Journal of Spacecraft and Rockets, vol. 44, no. 5, pp. 1012-1020, 2007.
E. Vali and S. Abbasi, "Hypersonic drag and heat reduction mechanism of a new hybrid method of spike, multi-row discs and opposing jets aerodynamic configuration," International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 194, p. 123034, 2022.
Khurana, G. G. Achary, S. Arora, and J. Sinha, "Computational analysis of multi row disk inlet," in 2017 First International Conference on Recent Advances in Aerospace Engineering (ICRAAE), 2017: IEEE, pp. 1-5.
Sinha, K. Arora, O. prakash, S. Bandopadhya, P. P. P. Saha, and A. Bhattacharya, "Analysis of multi row disk inlet device in supersonic flow condition" Annual CFD Symposium, 2019
R. Soltani, J. Sepahi Younsi, and A. Daliri, "Performance investigation of a supersonic air intake in the presence of the boundary layer suction," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, vol. 229, no. 8, pp. 1495-1509, 2015.
R. Soltani, J. S. Younsi, M. Farahani, and A. Masoud, "Numerical simulation and parametric study of a supersonic intake," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, vol. 227, no. 3, pp. 467-479, 2013.
R. Soltani and J. Sepahi-Younsi, "Buzz cycle description in an axisymmetric mixed-compression air intake," AIAA Journal, vol. 54, no. 3, pp. 1040-1053, 2016.