بررسي عددي تأثير گرمايش آيروديناميكي بر روي توزيع دماي داخل كابين پرنده مافوق صوت

Numerical analysis of aerodynamic heating effects on temperature distribution inside the ultrasonic bird cabin

در اين مقاله تأثير گرمايش آيروديناميكي به توزيع دماي داخل كابين پرنده مافوق صوت در حالت­هاي مختلف عايق­بندي، وجود نيروي گرانش و ارتفاع پروازي به روش ديناميك سيالات محاسباتي با رويكرد حجم محدود پرداخته شده است. براي حل همزمان معادلات در جامد و سيال، از شرط مرزي كوپلينگ در ديواره­ي پوسته استفاده شده است. هوا به صورت گاز ايده­آل فرض شده و رابطه بوزينسك براي تغييرات چگالي آن با دما بكار­گرفته شده است. تغييرات توزيع دماي درون كابين با لحاظ انتقال حرارت جابجايي آزاد به صورت گذرا تا لحظه پروازي 70 ثانيه شبيه­سازي شده است. نتايج به صورت توزيع دما در مقاطع مياني مدل و نمودارهاي دما-زمان و دما-مكان در مقاطع مياني و زمان­هاي گوناگون ارائه شده است. بررسي نتايج نشان مي­دهد كه استفاده از عايق موجب كاهش دماي يك نقطه مشخص از كابين به ميزان 175 درجه در لحظه پرواز 20 ثانيه مي­شود. در اين تحقيق از دو روش تجربي و عددي براي صحه­گذاري روي توزيع دما در درون مدل و خارج مدل استفاده شده كه دقت خوبي را در نتايج نشان مي­دهد. كليدواژه‌ها

In this paper, the effect of aerodynamic heating on temperature distribution inside supersonic bird cabin in different insulation conditions, the existence of gravity force and different flight height has been investigate using a computational fluid dynamics method with the finite volume approach. The coupling boundary condition in the shell wall use to simultaneously to solve the equations in solid and fluid. The air assumed as an ideal gas and the Boussinesq approximation used to changes density with temperature. In-cabin temperature distribution changes in terms of the free Convection heat transfer is simulated transiently up to a flying time of 70 seconds. The results are presented as temperature contour in the middle section of the model, temperature-time and temperature-location diagrams for different times. In this research, experimental and numerical methods are validated the temperature distribution inside and outside the model, which shows good accuracy.