21365

21365

شبيه‌سازي عددي جريان يك‌بعدي دوفازي درون موتورهاي سوخت جامد

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا

1395

1398/8/28

دكتر حجت قاسمي

مكانيك

در اين تحقيق به بررسي روش‌هاي عددي تحليل جريان در موتورهاي پيشرانه‌ي جامد پرداخته ‌شده است. دامنه‌ي حل شامل محفظه‌ي سوخت جامد و نازل همگرا-واگرا مي‌باشد. هدف از تحقيق حاضر مقايسه‌ي روش‌هاي عددي مختلف به ‌منظور دستيابي به روش‌هاي عددي كارآمدتر و در عين‌ حال بهينه در راستاي تحليل جريان در موتورهاي پيشرانه‌ي جامد بود‌ه است. در اين تحقيق به منظور گسسته‌سازي مكاني معادلات دوبعدي اويلر از روش حجم محدود و ديدگاه سلول‌ محور استفاده‌ شده است. روش‌هاي عددي ارائه ‌شده از خانواده‌ي AUSM، Roe، HLL و CUSP مي‌باشند كه در آن‌ها از ديدگاه مبتني بر فشار استفاده گرديده است. نتايج حاصل از روش‌هاي عددي ارائه ‌شده، ابتدا با بهره‌گيري از مسئله نمونه‌ي سطح شيب‌دار صحت‌سنجي شده و سپس توزيع پارامترهاي فشار، دما و چگالي حاصل از روش‌هاي مزبور براي مسئله‌ي موتور پيشرانه‌ي جامد ارائه گرديده است. در ادامه نتايج به دست آمده به ‌منظور بررسي دقت آن‌ها با يكديگر مقايسه گرديده‌است. سرعت و نمودارهاي همگرايي هريك از روش‌هاي عددي نيز در ادامه مورد بررسي قرار گرفته‌اند. لازم به ذكر است در محفظه‌هاي احتراق پيشرانه‌ي جامد جرياني از ذرات چگال نيز وجود دارد كه منجر به تشكيل يك جريان دوفازي شامل جامد و گاز گرديده كه در مطالعه‌ي حاضر براي بررسي آن از مدل فازهاي گسسته كه مبتني بر ديدگاه اويلري-لاگرانژي مي‌باشد، استفاده‌ شده است.

1398/09/11

Numerical Simulation of One Dimensional Multi-Phase Flow in Solid Propellant Motors

11/19/2019 12:00:00 AM

In this study, numerical simulation of flow in solid propellant motors is investigated. The solution domain consists a solid fuel chamber and a convergence-diverging nozzle. The purpose of this study is to compare the difference between the numerical methods in order to obtain more efficient and optimal numerical methods for flow in solid propellant motors. The numerical methods presented are from AUSM, Roe, HLL and CUSP families which used a pressure-based approach. In this study cell-based approach and the finite volume method is used for equation discretization. The results of the proposed numerical methods are validated using the ramp problem. The pressure, temperature and density distributions of each of these methods are presented for the solid propellant motor problem. In the following, these results are compared to verify their accuracy, and the speed and convergence diagrams of each numerical method are also investigated. It should be noted that in the solid propellant combustion chambers there is also a flow of dense particles, which results in the formation of a two-phase flow, which is investigated in this study by discrete phase model based on the Eulerian-Lagrangian approach.