تحلیل عددی پایداری دینامیکی یک کپسول فضایی بازگشتی در حرکت پیچشی با نوسانات اجباری و آزاد

در این تحقیق به تحلیل پایداری دینامیکی کپسول بازگشتی muses _c در نوسانات پیچشی اجباری و آزاد با استفاده از شبیه سازی عددی پرداخته شده است. در ابتدا مقدمه ای از آیرودینامیک غیردائم، ناپایداری دینامیکی کپسول های بازگشتی و منشاء آن ذکر شده و تاریخچه ای بر مطالعات پیشین و نوسانات اجباری و آزاد آورده شده است. نحوه شبیه سازی عددی جریان ناپایا حول اجسام نوسانی با حرکت پیچشی توسط نرم افزار ansys/fluentمورد بررسی واقع شده و با حل جریان حول دو نمونه ایرفویل مشخص از صحت الگوریتم شبیه سازی عددی اطمینان حاصل شده است. سپس شبیه سازی جریان سه بعدی حول هندسه یک فضاپیمای مشخص (کپسول بازگشتی muses _c) در حرکت نوسان اجباری صورت گرفته و نتایج حاصله با داده های تجربی اعتبارسنجی شده است. در این بخش علاوه بر بررسی فیزیک جریان حاکم بر حرکت کپسول، نحوه تعیین ضرایب مشتقات دینامیکی ارائه شده و سپس با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی صورت گرفته، مقدار ضریب دمپینگ پیچشی برای آن محاسبه و معیار پایداری بررسی شده است. در بخش دیگر این تحقیق شبیه سازی عددی جریان سه بعدی در حرکت پیچشی کپسول مورد نظر در شرایط مختلف جریان صورت گرفته و اثر پارامترهای محیطی بر ناپایداری دینامیکی آن مورد مطالعه واقع شده است. نهایتاً، جریان حول کپسول موردنظر در نوسانات آزاد شبیه سازی شده و رفتار دینامیکی آن تحت نوسانات پیچشی آزاد مورد بررسی قرار گرفته است. در واقع این پروژه به بررسی پایداری دینامیکی کپسول در رژیم های مختلف جریان، زوایای حمله مختلف و فرکانس های متفاوت پرداخته و در نهایت پایداری دینامیکی کپسول و رفتار دینامیکی آن در نوسانات آزاد، بررسی شده است. بررسی پایداری با استفاده از شبیه سازی عددی در نوسانات آزاد نه تنها در دنیا موضوعی جدید بوده و بررسی های اندکی در این زمینه صورت گرفته است بلکه بررسی این موضوع در کشور ما ( ایران) برای اولین بار است که صورت می گیرد.