شبیه سازی جریان حول یک هواپیمای مسافربری و بررسی اثرات پیشرانش توزیع شده در نیروی پسا

در هزاره جدید نیازهای جدیدی در زمینه ایمنی، ظرفیت، مسایل اقتصادی و محیط زیست هستند که رقابت علمی در موردآنها وجود دارد. برای رسیدن به این اهداف چند مرحله انقلاب در صنعت هواپیمایی برای چند دهه آینده توسط سازمان های فضاییدر نظر گرفته شده است که عبارتند از: انقلاب توربین گاز، دگرگونی در وضعیت قرارگیری موتورها، استفاده از منابع سوخت جدیدمانند هیدروژن در توربین های گازی و در نهایت موتورهای جدید با پیشرانش بر پایه پیل سوختی. در این مطالعه یکی از مواردمرحله دوم از این مراحل چندگانه یعنی نیروی پیشرانش توزیع شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار از مدل یکهواپیمای جت مسافربری دو موتوره 051 نفره در عدد ماخ 0/77 و ضریب لیفت 0/55 استفاده شده است. حل جریان حول این هواپیما به کمک یک کد تجاری در شرایط مختلف انجام شدهاست و توزیع ضریب فشار و نمودارهای مهم آیرودینامیکی برای اینمدل ارایه و با نتایج تجربی تونل باد مقایسه شدهاست. و تاثیر تعداد سلولهای محاسباتی و نوع مدل اغتشاش مورد بررسی قرارگرفته است. در ادامه تعداد موتورها از یک موتور بر روی هر بال تا هشت موتور اضافه شدهاست و تاثیر آن در ضریب درگ هواپیماارزیابی شدهاست. نتیجه این ارزیابی کاهش در نیروی درگ سیستم پیشرانش، افزایش در نیروی درگ بال و در نهایت افزایش 2 تا4 درصدی در نیروی درگ کل هواپیما بنا به تعداد موتورهای بکار رفته میباشد. معادلات حاکم شامل معادلات ناویر-استوکسهستند که برای حل آنها از روش متوسط گیری رینولدز با مدل اغتشاش اسپالارت-آلماراس و SST k-ωاستفاده شده است. معادلات دیفرانسیل حاصل با روش حجم محدود به یک دستگاه معادلات جبری تبدیل گشته و به طور همزمان حل گردیده اند.شبکه بندی انجام شده از نوع ترکیبی می باشد به طوری که در نزدیکی هواپیما از نوع سازمان نیافته و در فاصله دورتر از نوعسازمان یافته می باشد.

Keywords:

پیشرانش توزیع شده , اغتشاش , دینامیک سیالات محاسباتی , ضریب لیفت , ضریب درگ