کاربرد ساختارهای متخلخل در کاهش شدت شوک ناشی از تراکم‌ پذیری جریان سیال

تشکیل شوک ناشی از تراکم‌پذیری جریان بر روی سطح اجسام پرنده و تداخل این شوک با لایه مرزی باعث اثرات نامطلوبی مانند افزایش پسا و جدایش جریان می‌شود. در گذشته روش‌های مختلفی برای کاهش این اثرات از جمله، مولدهای گردابه، مکش سطح، دمش از سطح و.. پیشنهاد شده است. در این مقاله به بررسی عددی استفاده از روش ساختارهای متخلخل در کنترل و کاهش اثرات شوک پرداخته می‌شود. ساختارهای متخلخل با مکانیزم افزایش سطح عبور جریان و با ترکیب مکش و دمش باعث کاهش اثرات شوک می‌شوند. روش حل عددی در این مقاله روش حجم محدود، معادلات حل عددی معادلات ناویراستوکس و مدل هندسی ایرفویل NACA0012 می‌باشد. حل جریان به صورت آشفته و پایا در محدوده جریان گذرصوتی می‌باشد. نتایج به دست آمده در این مقاله نشان می‌دهد با کاهش اثرات شوک وکاهش پسای موجی، ضریب پسای کل با استفاده از سطح متخلخل حدود 20 درصد و با استفاده از محیط متخلخل در حدود 16 درصد کاهش می‌یابد. شوک تضعیف شده به نواحی بالادست ایرفویل و ابتدای سطح متخلخل منتقل شده و عدد ماخ پشت شوک با استفاده از سطح متخلخل از مقدار 39/1 به 24/1 کاهش پیدا کرده است. با کاهش اثرات تداخل شوک و لایه مرزی حباب جدایش نیز از 58/0 وتر ایرفویل به 78/0 تعویق پیدا می‌کند.