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

در این مطالعه کیفیت جریان در یک ورودی هوای فراصوتی تقارن‌محوری از نوع تراکم ترکیبی که برای عدد ماخ 2.0 طراحی شده، به‌صورت تجربی و عددی بررسی شده است. حل عددی به‌منظور درک بهتر آرایش امواج ضربه‌ای در درون ورودی انجام شده است. ورودی هوا به علت وجود امواج ضربه‌ای و لایه مرزی، همواره دارای بازگشت‌ناپذیری 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 صحت‌سنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی به کمک نتایج تجربی، ورودی موردنظر در نسبت پس‌فشارهای مختلف از نظر تولید آنتروپی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که با کاهش طول شبه‌امواج ضربه‌ای، نرخ تولید آنتروپی جریان به مقدار قابل‌ملاحظه‌ای کاهش پیدا می‌کند. در مرحله بعدی تأثیر نوسانات فشاری جریان بر تولید آنتروپی مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که نوسانات فشاری می‌تواند تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر برگشت‌ناپذیری جریان داشته باشد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده با افزایش نسبت انسداد ورودی از 55% به 62.5%، به علت کاهش طول شبه‌امواج ضربه‌ای، کاهش جدایش جریان در انتهای ورودی و کاهش نوسانات فشاری، نرخ تولید آنتروپی جریان به اندازه‌ی %33 کاهش پیدا می‌کند.