طراحي و شبيه‌سازي عملكرد دهانه ورودي فراصوت به همراه محفظه احتراق بر اساس نيازمندي‌هاي موتور رمجت

Design and simulation of supersonic inlet performance with combustion chamber based on specific ramjet requirements

دهانه ورودي در موتورهاي رمجت به‌منظور كاهش سرعت هوا از جريان آزاد تا سرعت لازم جهت پايداري شعله در محفظه احتراق، بكار مي‌رود. از اين‌رو طراحي دقيق و صحيح دهانه ورودي، تاثير بسزايي بر عملكرد كل سيستم و پارامترهاي اصلي موتور رمجت دارد. در كار حاضر يك دهانه ورودي تراكم خارجي متقارن محوري براي عملكرد در عدد ماخ پروازي 1/2 براساس نيازمندي‌هاي موتور رمجت خاص طراحي شد. با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي، شبيه‌سازي جريان برروي دهانه ورودي به صورت مجزا انجام گرفت. بمنظور بررسي عملكرد دهانه به صورت يكپارچه با ساير اجزاي موتور، شبيه سازي پايا در دبي‌هاي سوخت مختلف و اعداد ماخ متفاوت انجام شد، در ادامه با انتخاب يك تابع خاصِ تزريق سوخت نسبت به زمان در محفظه احتراق، شبيه‌سازي گذرا براي موتور بصورت يكپارچه صورت پذيرفت. نتايج حاصل از شبيه سازي، سرعت حركت موج ضربه اي و عملكرد دهانه ورودي در تعامل با ساير اجزا را نشان داد. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه دهانه ورودي طراحي شده مي‌تواند الزامات مورد نياز موتور، با توجه به توانمندي‌هاي سيستم كنترل سوخت را برآورده سازد.

Inlet in ramjet engines are used to reduce the air flow from free stream to the required speed for flame stability in the combustion chamber. Hence the precise and correct design of inlet have rightly influence on whole system of ramjet engine performance. At the present work, an axisymmetric supersonic inlet with external compression has been designed based on requirements of the ramjet engine at Mach 2.1. Steady flow simulation was done for inlet individually by CFD software in different fuel flow and Mach numbers to investigate the inlet performance that integrated by other parts of engine. Then transient simulation performed for integrated engine by selection of a special fuel flow-time function that injected in combustor. The results of simulation exhibited the shock velocity and performance of inlet that integrated by the engine. The results show that the designed geometry can meet the desired performance requirements considering the fuel control system ability.