مدلسازی سه بعدی آکوستیکی نازل و محاسبه ادمیتانس آن در نوسانات فرکانس بالا

خصوصیات آکوستیکی نازل به عنوان بخشی از یک محفظه احتراق در محدوده نوسانات فرکانس بالا مدلسازی شده و ادمیتانس آن محاسبه گردیده است. معادلات حاکم با فرض گاز کامل، غیرلزج و آیزنتروپیک بکار رفته اند و نوسانات خطی و غیرچرخشی فرض شده اند. تمامی متغیرها توسط مقادیر سکون بی بعد شده اند. ترم سرعت توسط سرعت صوت سکون بی بعد شده است. معادلات با استفاده از تفکیک متغیرها به مقدار میانگین و اغتشاشی و حذف معادلات پایا، خطی سازی شده و معادلات اغتشاشی حاکم بدست آمده اند. معادلات با استفاده از تعریف تابع پتانسیل سرعت و بکارگیری مختصات متعامد، بازنویسی می‌ شوند. معادلات حاکم با استفاده از روش جداسازی متغیرها به سه معادله دیفرانسیل معمولی تفکیک شده و ترم های اغتشاشی محاسبه می شوند. با استفاده از شرایط مرزی دیواره ها و تقارن محوری نازل، معادلات مربوط به اغتشاشات مماسی و شعاعی حل می شوند. حل عمومی مسأله با حل معادله محوری، با در نظر گرفتن شرایط مرزی در گلوگاه بدست می آید. معادله حاکم بر پتانسیل سرعت در راستای محوری، یک معادله دیفرانسیل درجه دوم خواهد بود که یک معادله فوق هندسی محسوب می شود. با استفاده از یک تغییر مناسب، معادله فوق هندسی به یک معادله ریکاتی تبدیل می شود. این معادله، یک معادله غیر خطی است که در گلوگاه تکین می باشد. با حل این معادله و استفاده از حل ترم های اغتشاشی به دست آمده و تعریف ادمیتانس، ادمیتانس نازل محاسبه می گردد. نتایج برای مودهای نوسانی، خصوصیات هندسی و عملکردی متفاوت محاسبه شده و با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است که تطابق بسیار خوبی نشان می دهد. کد حاصل از روش حاضر می تواند برای تعیین شرط مرزی برای محاسبه مرز پایداری انواع موتورهای مایع، جامد و هوازی در محدوده نوسانی فرکانس بالا بکار رود.

Keywords:

نازل , ادمیتانس , اکوستیک , فرکانس بالا