بررسی عددی دو بعدی جریان دوفاز گاز-جامد محترق در سامانه های پرتابه ای به روش ضمنی

به منظور بررسی پارامترهای جریان دوفازی گاز-جامد در چرخه-ی بالستیک داخلی که به صورت خاص برای یک توپ 175 میلی متری است، یک مدل سازی عددی بر اساس یک مدل تئوری ارائه شده است. این مدل شامل معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی برای هر فاز به همراه معادله تنش دانه ای بین ذرات جامد در بستر متخلخل می باشد. از مدل سازی احتراق درون بستر صرف نظر شده و فقط با توجه به معادله ی بقای جرم برای فاز جامد گازهای ناشی از احتراق به سیستم وارد می شود. دبی جرمی گاز حاصل از احتراق به کمک روابط تجربی آهنگ سوزش محاسبه می گردد.رفتار گاز درون محفظه با استفاده از معادله ی حالت ابل-نوبل شبیه سازی شده است. هنگامی که احتراق بستر آغاز می شود، فشار گاز در محفظه ی احتراق به سرعت افزایش می یابد و در نهایت سبب حرکت مرز که در واقع همان گلوله است، می شود. به منظور بررسی و مطالعه ی این تغییرات و تحلیل مسئله به صورت دو بعدی، یک حل عددی به صورت صریح و بر مبنای الگوریتم مک کورمک و یک حل دیگر با روش ضمنی و به صورت کوپل داخلی معادلات انجام شده است. با توجه متحرک بودن مرز سیستم گرید بندی دامنه ی حل به صورت دینامیک با تولید گرید جدید و کش آمدن گریدها قبل از تولید گرید، می باشد. در نهایت تغییرات پارامترهای اساسی که همان منحنی های عملکردی سیستم است ارائه شده و اثر پارامترهایی از قبیل هندسه ی سوخت جامد، جرم سوخت موجود در محفظه و هندسه ی سوخت برای یک حالت خاص نیز بررسی می شود.