مدل سازی ناپایداری های آیرودینامیکی جریان در موتورهای هوایی

به­دلیل وجود ناپایداری­های آیرودینامیکی، عملکرد مطلوب کمپرسور­ها تنها در ناحیه محدودی اتفاق می­افتد، لذا دانش بیشتر نسبت به این ناپایداری­ها امری ضروری به­نظر می­رسد. در این تحقیق، ناپایداری آیرودینامیکی کمپرسورها، به روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از معادلات پایستاری جرم، ممنتوم و انرژی استفاده شده و پس از یک سری فرضیات، با تشکیل ماتریس مربوط به معادلات و بررسی مقادیر ویژه آن، تاثیر پارامترهای موثر در پایداری آیرودینامیکی، مورد ارزیابی قرار می­گیرد.  این روابط در نرم­افزار MATLAB، کدنویسی شده است و با اعمال مشخصات هندسی و خصوصیات جریان تاثیر پارامترها  مهم روی پایداری آیرودینامیکی موتور بررسی شده است. با توجه به نتایج به­دست آمده، مشاهده می­شود که این پدیده هنگامی اتفاق می افتد که کمپرسور قادر به تولید هد کافی برای غلبه بر مقاومت پایین دست خود نمی باشد و یا بطور ساده تر فشار خروجی تولیدی توسط کمپرسور کمتر از فشار پایین دست آن است. در این حالت، یک حرکت رفت و برگشتی (سیکلی) در جریان گاز ایجاد خواهد شد و همینطور ناتوانایی کمپرسور در غلبه بر اغتشاشاتی است که ممکن است پیرامون نقطه عملکرد آن پدید آید، که می تواند با عث ایجاد ناپایداری در آن شود. در ادامه اثرات کاهش جریان جرمی عبوری از کمپرسور، افزایش نسبت طول مجرای بالادست کمپرسور به طول داکت پایین­دست آن، افزایش حجم پلنوم و همچنین افزایش سطح مقطع جریان عبوری از کمپرسور  در پایداری سیستم مورد بررسی قرر گرفت. نتایج به­دست آمده، با نتایج حاصل از مطالعات پیشین مقایسه شده و همسویی خوبی بین نتایج مشاهده شده است.

Keywords:

موتورهای هوایی , کمپرسور , سرج , واماندگی دورانی , ناپایداری آیرودینامیکی