شبیه سازی گردابه زمینی در کانال هوای یک موتور هواپیما در جهت وزش باد از روبروی موتور

موتور جتی که در نزدیکی زمین با سرعت پایین و پیشرانش بالا کار می کند می تواند جدایش جریانی از سطح زمین تا ورودی را تجربه کند که منجر به تشکیل گردابه زمینی می شود. با شناخت بهتر از نحوه شکل گیری این پدیده می توان از رویدادهایی همچون ورود اشیاء خارجی به موتور، سرج موتور، استال در کمپرسور و ارتعاش فن جلوگیری نمود. در تحقیق حاضر، تشکیل گردابه زمینی در کانال هوای موتور هواپیما با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی و از نمونه ای با ابعاد 1/30 نمونه واقعی برای شبیه سازی استفاده شده است. سیال، تراکم پذیر، سه بعدی و پایا در نظر گرفته شده و مدل جریان آشفته مورد استفاده در مساله حاضرk-ω SST است. پس از بررسی استقلال از شبکه، مرز عدم تشکیل گردابه با رابطه ی تجربی مورفی مقایسه شد. نتایج نشان می دهد با کاهش نسبت سرعت بی بعد، هسته گردابه جابجا شده و با رسیدن به نسبت سرعت بی بعد بحرانی، گردابه زمینی از بین می رود. در نسبت سرعت های بی بعد برابر با مقدار 132، 66، 44 و 33 گردابه تشکیل شد و در نسبت سرعت بی بعد 26.4 طبق بررسی انجام شده گردابه از بین رفته است. در این مقاله برای بررسی غیریکنواختی توزیع فشار کل در صفحع فن از ضریب اعوجاج جریان استفاده شده است. مقادیر این ضریب در حضور گردابه در نسبت های سرعت بی بعد 33، 44، 66 و 132 به ترتیب برابر 0.39، 0.391، 0.447و 0.3957 می باشد. همچنین مشاهده شد که در حالت وزش باد از روبرو بیش تر از یک هسته و در حالت بدون جریان وزش باد خارجی تنها یک هسته گردابه تشکیل می شود.