شبیه سازی دوبعدی شاک در جریان سوپرسونیک با استفاده از فلوئنت

توضیحات

در این پروژه پدیده ی شاک در جریان سوپرسونیک به صورت دوبعدی با استفاده از نرم افزار فلونت شبیه سازی شده است.می دانیم موج شاک یک پدیده ی مضر است که در جریان سوپرسونیک و در ماخ های بالای یک اتفاق می افتد.در این موج انرژی مکانیکی به انرژی گرمایی تبدیل می شود.بعد از رد شدن سیال از موج شاک، انرژی مکانیکی و سرعت آن کاهش میابد و چگالی، دما ،فشار آن افزایش می یابد.در این پروژه شاک داخل یک نازل سوپرسونیک اتفاق می افتد.شرایط مرزی برای جریان در ورودی دارای فشار 1 اتمسفر و در خروجی فشار 0.6 اتمسفر تعریف شده است.

برای اینکه در هزینه ی محاسباتی صرفه جویی شود، هندسه ی به صورت نیمه ترسیم و شبکه بندی شده است و از شرط مرزی سیمتری برای وسط آن استفاده شده است.

متود

این پروژه به صورت دو بعدی انجام شده و هندسه ی آن توسط نرم افزار دیزاین مدلر ترسیم شده است.شبکه بندی این هندسه توسط نرم افزار انسیس مشینگ انجام شده وتعداد المان های مورد استفاده شده برای این پروژه 13446 عدد است .

این پروژه به صورت پایا انجام شده است.در این شبیه سازی چون جریان تراکم پذیر است،از مدل گاز ایده آل برای محاسبه ی چگالی استفاده شده است.از حلگر ایمپلیسیت برای کوپل معادلات استفاده شده است.

نتیجه

بعد از انجام شبیه سازی و مشاهده ی کانتور های سرعت و ماخ ،میبنیم که بعد از عبور از گلوگاه نازل موج شاک اتفاق افتاده است و ماخ از عدد 1.5 به 0.7 رسیده است. با توجه به کانتور فشار، دما و چگالی میبینیم که بعد عبور سیال از موج شاک ، فشار و دما و چگالی افزایش یافته اند.همانطور که گفته شد این موج یک پدیده ی مضر است و با شبیه سازی آن در شرایط مختلف می توانیم آن را پیشبینی کرده و با تغییر هندسه ی نازل یا شرایط مرزی از وقوع آن جلوگیری بکنیم.