شبیه سازی جریان حول یک هواپیمای مسافربری و بررسی اثرات پیشرانش توزیع شده در نیروی پسا

چکیده عامل اساسی در توسعه و پیشرفت صنعت حمل و نقل هوایی نوآوریها در زمینه پیشرانش بوده است. در هزاره جدید نیازهای جدیدی در زمینه ایمنی، ظرفیت، مسائل اقتصادی و محیط زیست هستند که رقابت علمی در مورد آنها وجود دارد. برای رسیدن به این اهداف چند مرحله انقلاب در صنعت هواپیمایی برای چند دهه آینده توسط سازمانهای فضایی پیش بینی و در نظر گرفته شده است. این مراحل عبارتند از: انقلاب توربین گاز، دگرگونی در وضعیت قرارگیری موتورها، استفاده از منابع سوخت جدید مانند هیدروژن در توربینهای گازی و در نهایت موتورهای جدید با پیشرانش بر پایه پیل سوختی. در این مطالعه یکی از موارد مرحله دوم از این مراحل چندگانه یعنی نیروی پیشرانش توزیع شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار از مدل یک هواپیمای جت مسافربری دو موتوره 150 نفره در عدد ماخ 77/0 و ضریب لیفت 55/0 استفاده شده است. حل جریان حول این هواپیما به کمک یک کد تجاری در شرایط مختلف انجام شده است و توزیع ضریب فشار در مقاطع مختلف بال، توزیع فشار، توزیع سرعت و نمودارهای مهم آیرودینامیکی برای این مدل ارائه و با نتایج تجربی تونل باد مقایسه شده است. و تأثیر تعداد سلولهای محاسباتی و نوع مدل اغتشاش مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه تعداد موتورها از یک موتور بر روی هر بال تا هشت موتور اضافه شده است و تأثیر آن در ضریب درگ هواپیما ارزیابی شده است. نتیجه این ارزیابی کاهش در نیروی درگ سیستم پیشرانش، افزایش در نیروی درگ بال و در نهایت افزایش 2 تا 4 درصدی در نیروی درگ کل هواپیما بنا به تعداد موتورهای بکار رفته می باشد که عمده این تغییرات ناشی از تغییرات مولفه درگ فشاری می باشد. معادلات حاکم شامل معادلات ناویر-استوکس هستند که برای حل آنها از روش متوسط گیری رینولدز با مدل اغتشاش اسپالارت-آلماراس و sst ?-? استفاده شده است. معادلات دیفرانسیل حاصل با روش حجم محدود به یک دستگاه معادلات جبری تبدیل گشته و به طور همزمان حل گردیده اند. شبکه بندی انجام شده از نوع ترکیبی می باشد به طوری که در نزدیکی هواپیما از نوع سازمان نیافته و در فاصله دورتر از نوع سازمان یافته می باشد.