تحلیل و بررسی عددی پلوم خروجی موشک سوخت مایع در محیط های رقیق

پیشرفت در سیستم های پرواز مافوق صوتی باعث ساخت و به کارگیری اجسام پرنده با سوخت هایی به مراتب قوی تر و پیشرفته تر از گذشته شده است که این سوخت ها نیروی محرکه بالاتر و گازهایی با دمایبالاتری تولید می کنند. در نتیجه، انتقال حرارت ناشی از تشعشع بالاتری نیز دارند و با توجه به این که امکان تست و اندازه گیری گرمای ناشی از پلوم خروجی بر سازه اطراف، فقط در سطح دریا، در زمان هایبسیار کوتاه و با هزینه بسیار بالا ممکن می باشد نیاز به تحلیل های عددی برای جریان های غیر تعادلی مافوق صوت همراه با واکنش های شیمیایی بیش از پیش احساس می گردد. برای افزایش تراست، می تواناز روش افزایش طول نازل استفاده نمود که طول نازل با زاویه واگرایی دارای یک رابطه مشخصی می باشد. افزایش طول باید به گونه ای باشد که به وزن بهینه سازه و تراست مورد نیاز، لطمه ای وارد نکند. دراینمقاله از روش کمینه کردن طول نازل استفاده میگردد تا با استفاده از یک متغیر مشخص که در این مقاله، زاویه واگرایی است، طوری افزایش طول اعمال گردد که جریان خروجی دچار جدایش نشود و تا پایان مسیر (نازل)پیوستگی خودش را حفظ نماید. با تغییر زاویه واگرایی شبیه سازی هایی انجام گرفته است که نشان دهنده آن است که زاویه واگرایی بیش از حد، موجب عدم پیوستگی جریان و حتی بازگشت حرارت از پلوم خروجی می گردد که امکان تخریب حرارتی سازه را فراهم می آورد.

Keywords:

سیستم های پرواز مافوق صوتی , انتقال حرارت تشعشعی , تحلیل عددی , پلوم خروجی , زاویه واگرایی