ارزیابی تجربی عملکرد نازل ماوراء صوت بهینه ماخ 6 در تونل شوک

در مقاله حاضر، عملکرد یک نازل ماوراءصوت ماخ 6 طراحی شده جهت نصب در تونل شوک انعکاسی بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. منظور از عملکرد نازل، ایجاد جریان یکنواخت در خروجی، زمان آزمایش مناسب و مسیله آغاز جریان درون نازل است. این نازل با استفاده از روش های بهینه سازی مدرن بر پایه یک نازل همگرا-واگرای کلاسیک طراحی شده است. همچنین طراحی و ساخت یک پراب ریک فشار کل برای ارزیابی کیفیت جریان در مقطع آزمون ارایه شده است. در بررسی جریان های ماورای صوت، حساسیت جریان به وجود انواع اغتشاش و همچنین نوسانات ناشی از امواج آکوستیک از پیچیدگی های کار است. از این رو در جریان ماورای صوت، ملاحظات مربوط به طراحی محفظه آزمون و همچنین هندسه ریک اندازه گیری فشار اهمیت دوچندان دارند. بنابراین چالشهای طراحی پراب ریک فشار کل درون محفظه آزمون و تست بررسی شده و راهکارهای حل مسیله در تونل شوک پژوهشگاه هوافضا (ARIST) ارایه شده است. در مقاله حاضر دینامیک موج ضربه-ای انعکاسی در لوله شوک و امواج آغازین در مقطع آزمون مورد بررسی قرار گرفته است. فشار بالادست نازل با 4درصد خطا تطابق خوبی با مقادیر طراحی دارد. توزیع عدد ماخ با استفاده از اندازه گیری توزیع فشار در انتهای نازل ارایه شده است. در نهایت توزیع عدد ماخ در خروجی نازل با نتایج تحلیل عددی مقایسه شده است که خطای حدود 3 درصد را نشان می دهد. یکنواختی جریان در انتهای نازل که به روش عددی و تجربی مشاهده شده است، کارامدی روش طراحی بهینه نازل ماورای صوت را نشان می دهد.