طراحی مستقیم کانال های سه بعدی با استفاده از معادلات اویلر

در این مقاله از روش طراحی مستقیم برای طراحی مرزهای جریان که به آن مسئله طراحی معکوس می گویند، استفاده شده است. در این روش توزیع فشار مطلوب روی دیواره ها و همچنین مختصات هندسی گره های مرزی (مجهول) به طور صریح در معادلات آورده شده است. فرم نهایی معادلات مجزا سازی شده می تواند برای حل معادلات آنالیز و همچنین معادلات طراحی مورد استفاده قرار گیرد. معادلات طراحی بر اساس معادلات اویلر سه بعدی (جریان تراکم پذیر غیرلزج) حل شده، به گونه ای که فرم به دست آمده شامل توزیع فشار مطلوب روی دیواره ها می باشد. از روش عددی AUSM+ که یکی از انواع روش های تجزیه بردار شار می باشد، به صورت ضمنی برای حل معادلات اویلر استفاده شده است. در این روش بردار شار به دو ترم جابه جایی و فشاری تقسیم شده و سپس برای هر کدام از این ترم ها به صورت جداگا نه عمل می شود. در این مقاله برای طراحی مجراهای سه بعدی از دو مدل تقریبا متفاوت استفاده شده است. از جمله کاربردهای این مجراها، نازل های همگرا واگرا در تونل باد و همچنین دیفیوزرهای S شکل در ورودی موتورهای هواپیما می باشد. صحت عملکرد روش طراحی مستقیم ارائه شده و همچنین موارد طراحی شده با استفاده از این روش، نشان می دهد که این روش استحکام خوبی داشته و در مقابل ناپیوستگی‎های جریان مانند شوک پایدار می باشد.

Keywords:

مسئله طراحی معکوس , طراحی مستقیم , معادلات اویلر سه بعدی , روش AUSM+