تحلیل آئرودینامیکی و دینامیکی دو فشنگ رایج از تفنگهای بادی در جریان گذر صوت

هدف تحقیق حاضر بررسی حل کامل معادلات ناویر-استوکس به صورت عددی و با استفاده از روش جیمسون در جریان گذر صوت، بر روی دو نمونه از فشنگهای رایج تفنگ شکاری بادی و استفاده از نتایج آئرودینامیکی بدست آمده در جهت تحلیل دینامیکی این فشنگ‌ها می‌باشد. این دو فشنگ کالیبر یکسانی دارند لیکن از نظر هندسی متفاوتند. فشنگ اول دارای پیشانی تخت و فشنگ دوم تیز می‌باشد. به منظور تحلیل آئرودینامیکی فشنگهای مورد نظر، پس از عکس‌برداری از فشنگها، مدل‌سازی مناسبی از آنها صورت گرفته است. سپس با تعریف یک ناحیه‌ی استاندارد در اطراف هر فشنگ به عنوان حوزه‌ی حل عددی و ایجاد شبکه‌ی بیضوی مناسب در آن، معادلات حاکم بر جریان سیال لزج اطراف هریک از فشنگ‌ها به روش جیمسون حل شده است. با حل این معادلات ضمن تحلیل آئرودینامیکی، نحوه‌ی تغییرات ضریب درگ بر حسب عدد ماخ تعیین گردیده است. در گام بعد، دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم بر مسیر پرتابه که تابعی از تغییرات یاد شده می‌باشد، بصورت عددی حل شده است. نتایج بدست آمده در اعداد ماخ مختلف مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج آئرودینامیکی شامل ضرایب درگ و فشار، کانتورهای فشار، سرعت و عدد ماخ و نتایج دینامیکی شامل نمودارهای مسیر حرکت و مومنتوم فشنگ بر حسب فاصله‌ی طی شده می‌باشد. بر اساس منحنی‌های ضرایب درگ و فشار، فشنگ اول به علت داشتن پیشانی تخت نیروی درگ بیشتری را نسبت به فشنگ نوع دوم متحمل می‌شود. همچنین تحلیل دینامیکی نشان می‌دهد که فشنگ اول افت بیشتری در طول مشخصی از مسیر نسبت به فشنگ نوع دوم دارد. به این ترتیب می‌توان گفت فشنگ نوع دوم هم به لحاظ آئرودینامیکی و هم به لحاظ دینامیکی بر فشنگ نوع اول برتری دارد.

Keywords:

حل عددی , معادلات ناویر استوکس , روش جیمسون , تحلیل دینامیکی , فشنگ تفنگ بادی