مطالعه عددی تاثیر حضور پله در حوزه جریان پاشش گازی صوتی عمودی در جریان هوای عرضی مافوق صوت

مخلوط شدن مناسب سوخت و هوا یکی از مسایل چالش برانگیز در سرعت های مافوق صوت بوده که بیشترین کاربرد آن نیز در محفظه های احتراق موتورهای اسکرم جت است. در طراحی موتورهای اسکرم جت، اختلاط کافی بین جریان هوای مافوق صوت و جت سوخت پاشش شده یک مساله حیاتی است زیرا به دلیل زمان اقامت خیلی کوتاه مخلوط در جریان مافوق صوت، پایداری احتراق بسیار مشکل است. تاکنون مطالعات و تحقیقات گسترده ای برای بهبود اختلاط سوخت و هوا در این حوزه جریان صورت پذیرفته است. یکی از راهکارهای ارایه شده برای بهبود اختلاط سوخت و هوا، ایجاد پله قبل از نقطه پاشش است که با ایجاد یک ناحیه بازچرخشی سرعت پایین قبل از نقطه پاشش موجب افزایش راندمان اختلاط می شود. البته باید اشاره نمود که استفاده از پله همراه با افت فشار سکون است که باید مصالحه ای بین افزایش راندمان اختلاط و افت فشار سکون صورت پذیرد. در کار حاضر تاثیر حضور پله بر حوزه پاشش گازی صوتی عمودی در جریان هوای عرضی مافوق صوت به صورت عددی بررسی شده است. در ابتدا معادلات دوبعدی ناویر- استوکس به همراه مدل آشفتگی دومعادله ای k-ω SST و معادله حالت گاز کامل با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده اند و نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با داده های تجربی مقایسه و صحه گذاری شده اند. سپس با تغییر دو پارامتر هندسی ارتفاع پله و فاصله پله از نقطه پاشش، تاثیر این دو پارامتر بر ارتفاع دیسک ماخ و افت فشار سکون بررسی شده است.