مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

بررسی عددی توزیع فشار و انتشار امواج در یک لوله‌ی شوک پله‌ای

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
چکیده
لوله شوک به‌عنوان یکی از تجهیزات آزمایشگاهی پرکاربرد، با ایجاد اختلاف فشار کنترل‌شده بین دو ناحیه و حذف دیافراگم، قابلیت تولید امواج شوک با زمان خیز بسیار کوتاه را فراهم می‌کند. در این مطالعه، پدیده موج ضربه‌ای ناشی از پاره شدن غشای جداکننده در یک لوله شوک پله‌ای به‌صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی پدیده توزیع فشار و انتشار امواج در یک لوله شوک، از نرم‌افزار انسیس فلوئنت استفاده شد. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده در اعداد ماخ 1.3 و 2.4 و برای هندسه‌های متفاوت دیواره انتهایی اجرا شده است و پارامترهای جریان شامل توزیع فشار، میدان سرعت و تغییرات دمایی در دامنه محاسباتی به‌دقت تحلیل شده‌اند. نتایج بررسی نشان می‌دهد که تغییر هندسه دیواره انتهایی لوله می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر کاهش قدرت امواج انعکاسی داشته باشد. این اثر با مقایسه نمودارهای تغییرات فشار در لحظه برخورد و انعکاس موج شوک برای هندسه‌های مختلف، به‌صورت کمّی ارزیابی شده است. نتایج کمّی نشان می‌دهد که بهینه‌سازی هندسه دیواره انتهایی (طرح ه) اگرچه منجر به افزایش حدود ۳۳ درصدی گرادیان فشار در دو سمت موج برگشتی می‌شود، اما در نهایت کاهش قابل ملاحظه حدود ۷۳ درصدی در شیب فشار انعکاسی را در مقایسه با هندسه ساده (طرح الف) به همراه دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

دوره 35، شماره 1 - شماره پیاپی 166
فروردین و اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 09 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 12 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 22 اردیبهشت 1405