شبیه سازی فرآیند سردشدن بال موشک در هنگام پرواز با جریان جت هوا

نظر به طرح آیرودینامیکی و لبه های برجسته، بال های موشک، حساس ترین بخش در هنگام پرواز هستند که بر اثر نیرو و فشار وارده از طرف سیال هوا و سرعت بالا (مافوق صوت)، تحت تنش های حرارتی بالا قرار می گیرند. این تنش ها به تدریج موجب خستگی و آسیب به بال و بدنه موشک می شود بنابراین ارایه روشی جدید جهت انجام فرآیند سردسازی آن، ضروری است، خنک کاری جت بر خوردی و لایه ای به عنوان روشی نوین، در مقایسه با سایر روشها، موجب ایجاد ضرایب انتقال حرارت بزرگتری می شوند. استفاده از جریان جت هوا سبب بهبود راندمان سردشدن، افزایش عمر مفید قطعات و دمای کار کرد مواد مورد استفاده در بال و بدنه موشک می شود. در پژوهش حاضر جریان جت هوا با تعریف یک پارت سیال در اطراف بال موشک و با اعمال شرایط مرزی، ورودی و خروجی، تعریف دما، سرعت و جنس سیال برای جت خنک کننده، ایجاد شده است. پس از بررسی مدل های مختلف آشفتگی، مدل توربولانسی ( k - e ( RNG به عنوان مدل مناسب برای انجام این شبیه سازی عددی در نظر گرفته شده است در این مطالعه تغییرات میدان دما، سرعت، فشار و انرژی جنبشی آشفتگی بر روی سطح بال و همچنین سیال حول پره به طور کامل محاسبه و به کمک نرم افزار انسیس فلوینت 18 ارایه شده است. تغییرات دمای مدل به ازای دماهای اولیه بال موشک 1000، 1600، 2000 و ورودی جریان جت هوا 500 و 300 کلوین ارایه شده است. به طور کلی بررسی نتایج نشان می دهد که برخورد جت هوای سرد به شدت موجب کاهش دمای بال موشک می شود، همچنین افزایش دمای اولیه بال موشک موجب تسریع فرآیند خنک کاری شده است، به بیان دیگر، شاهد کاهش چشم گیر دما نسبت به دماهای پایین تر خواهیم بود

Keywords:

خنک کاری , جریان جت برخوردی , انتقال حرارت , بال موشک ,