26144

مطالعه عددي راندمان احتراق و افت فشار در احتراق مافوق صوت

كارشناسي ارشد

هوافضا - پيشرانش

1398-1400

1400/12/8

دكتر اميرمهدي تحسيني

مهندسي مكانيك

مطالعه¬اي عددي براي بررسي پديده احتراق در محفظه احتراق موتور اسكرمجت همراه با تزريق سوخت از يك گوه¬ي با زواياي مختلف انجام شد. در اين محفظه احتراق، هوا با عدد ماخ 2 و سوختِ هيدروژن با عدد ماخ نزديك 1 وارد مي¬شوند. ميدان جريان سرعت¬بالاي آشفته توسط معادلات ميانگين¬گيري شده ناوير-استوكس (RANS) در حالت پايا شبيه¬سازي شد. در اين شبيه¬سازي از مدل آشفتگيK-E Realizable براي مدل¬سازي آشفتگي و از مدل Finite Rate/Eddy Dissipation براي مدل¬سازي احتراق استفاده شد. مقايسه¬اي نيز بين نتايج روش عددي و نتايج روش تجربي انجام شد كه دقت و قابليت شبكه محاسباتي و روش عددي را براي مطالعه جريان مذكور نشان داد. نتيجه حاصله اين بود كه با افزايش زاويه گوه، بازده احتراق افزايش مي¬يابد اما در طرف ديگر با افزايش زاويه،امواج ضربه¬اي تقويت مي¬شوند و افت فشار كل نيز همواره بيش¬تر و بيش¬تر مي¬شود. بدين ترتيب براي داشتن حالت بهينه براي توليد نيروي رانش، بايد مصالحه¬اي بين راندمان احتراق و افت فشار كلي توسط طراح انجام بگيرد.

1400/12/10

Numerical Study of Combustion Efficiency and Pressure Loss in Supersonic Combustion

2/27/2023 12:00:00 AM

A numerical study on combustion phenomenon in a scramjet combustion chamber with fuel injection from multi angular wedge (11, 12, 17 and 20 degrees) was done. In this combustion chamber, Mach nambers of inflow air and hydrogen fuel are 2 and 1 respectively. The turbulent flow field was simulated by RANS equations in steady form. In the present simulations, a realizable K-E turbulence model was selected for turbulence simulation and also finite-rate/eddy-dissipation model was used for combustion simulation. A comparison was done between numerical and experimental results and accuracy of numerical method verified. Results showed that with increase of wedge angle, combustion efficiency rises. On the other hand, an increase in wedge angle results in stronger shock waves and also total pressure loss increases more and more. Therefore a satisfaction should be obtained by designer from both sides to get a sufficient thrust.

محفظه احتراق , اسكرمجت , گوه , بازده احتراق , مافوق صوت

Combustion Chamber , Scramjet , Wedge , Combustion Efficiency , Supersonic

Seyed Saeid Nabavi

AmirMahdi Tahsini