مطالعه ی عددی و تجربی تولید آنتروپی در یک ورودی هوای فراصوتی در عدد ماخ طراحی

در این مطالعه کیفیت جریان در یک ورودی هوای فراصوتی تقارن محوری از نوع تراکم ترکیبی که برای عدد ماخ 2.0 طراحی شده، به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. حل عددی به منظور درک بهتر آرایش امواج ضربه ای در درون ورودی انجام شده است. ورودی هوا به علت وجود امواج ضربه ای و لایه مرزی، همواره دارای بازگشت ناپذیری است. یکی از ابزارهای مفید برای بررسی کیفیت هوای ورودی به موتور، بررسی آنتروپی تولید شده در اثر عوامل مختلف است. در این مطالعه پس از صحت سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی عددی به کمک نتایج تجربی، ورودی موردنظر در نسبت پس فشارهای مختلف از نظر تولید آنتروپی بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که با کاهش طول شبه امواج ضربه ای، نرخ تولید آنتروپی جریان به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند. در مرحله بعدی تاثیر نوسانات فشاری جریان بر تولید آنتروپی مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که نوسانات فشاری می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای بر برگشت ناپذیری جریان داشته باشد. با توجه به نتایج به دست آمده با افزایش نسبت انسداد ورودی از 55% به 62.5%، به علت کاهش طول شبه امواج ضربه ای، کاهش جدایش جریان در انتهای ورودی و کاهش نوسانات فشاری، نرخ تولید آنتروپی جریان به اندازه ی %33 کاهش پیدا می کند.

Keywords:

ورودی فراصوتی , قانون دوم ترمودینامیک , تولید آنتروپی , تداخل امواج ضربه ای با لایه مرزی , شبه امواج ضربه ای