مدل سازی و شبیه سازی دو بعدی راکت هیبریدی بر پایه سوخت پارافین

امروزه استفاده از سامانه های هیبریدی در اهداف فضائی در مقایسه با پیشرانهای مایع و جامد مورد توجه محققان می باشد. موتور راکت هیبریدی نوعی موتور راکت شیمیایی است که یک سوخت جامد و یک اکسید کننده مایع (یا گاز) را با هم ترکیب می کنند و یا بالعکس که استفاده از حالت اول مرسوم تر میباشد. یکی از مهمترین نقاط ضعف سامانه های هیبریدی نرخ پسروی پایین میباشد که در این مقاله از پارافین به عنوان سوخت جامد برای بهبود نرخ پسروی و اکسیدکننده دی نیتروژن اکسید استفاده شده است. در این کار محفظه احتراق یک راکت هیبریدی و یک منطقه محیطی نیز در حوزه محاسباتی گنجانده شده است که از تحمیل یک شرایط مرزی در قسمت خروجی نازل جلوگیری میکند و میتواند یک پروفایل فشار صحیح تری تشکیل دهد. یک شبیه سازی دو بعدی ناویر استوکس با میانگین رینولدز (RANS) حالت پایدار است که از مدل تلاطم استاندارد - همراه با مدل اتلاف گردابی (EDM) برای برهمکنش شیمی- آشفتگی (TCI) استفاده میکند. اکسیدکننده و سوخت در فاز گازی وارد حوزه میشوند. شبکه بندی از نوع ثابت است و توسط نرم افزار CFD شبیهسازی صورت گرفته و نتایج با داده های تجربی مقایسه شده که در شبیه سازی دو بعدی میانگین انحراف کمتر از ۶/۶۵ درصد که نتایج حاصل از انتخاب این مدل برای شبیه سازی موتور راکت هیبریدی امیدوارکننده می باشد و بررسی عددی شرایط مرزی متفاوت و درصد جرمی سوخت و نسبت O/F، روی کمیت فشار محفظه و تراست راکت هیبریدی مقایسه شده است.

Keywords:

شبیه سازی و مدلسازی , موتور راکت هیبریدی , پارافین , دی نیتروژن اکسید , اثرات پاشنده , تراست , ایمپالس ویژه