مطالعه عددي پاشش متقاطع جت هاي صوتي دو-مرحله اي در جريان عرضي مافوق صوت بعد از يك پله

مخلوط شدن مناسب سوخت و هوا تأثير زيادي بر احتراق كارآمد در محفظه‌هاي احتراق موتورهاي اسكرمجت دارد. در طراحي موتورهاي اسكرمجت، اختلاط كافي بين جريان هواي مافوق صوت و جت سوخت پاشش شده يك مسأله حياتي است و به دليل زمان اقامت خيلي كوتاه مخلوط در جريان مافوق صوت، پايداري احتراق بسيار مشكل مي‌باشد. زمان اقامت سيال در يك موتور اسكرمجت فقط در حدود چند ميلي‌ثانيه است. لذا تحقيق بر روي پاشش و انتشار سوخت يك مسأله بسيار مهم در طراحي اين موتورها مي‌باشد. در اين مقاله پاشش متقاطع دومرحله‌اي جت صوتي دايروي به درون جريان مافوق صوت بعد از پله به صورت عددي بررسي شده است. در مقايسه با پاشش موازي، پاشش متقاطع عمق نفوذ سوخت بهتر و تركيب مناسب‌تري فراهم مي‌نمايد ولي افت فشار سكون در اين روش بيشتر از روش پاشش موازي است. معادلات ناويراستوكس رينولدزمتوسط به همراه مدل آشفتگي kω sst و معادله حالت گاز كامل با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت حل شده‌اند. نتايج حل عددي با داده‌هاي تجربي دردسترس مقايسه و صحّه‌گذاري شده‌اند كه نتايج عددي تطابق خوبي با داده‌هاي تجربي دارند. شبيه‌سازي‌ها به خوبي موقعيت و شكل مشخصات اصلي جريان را نشان مي‌دهند. حوزه جريان شامل امواج ضربه‌اي مختلفي از قبيل امواج ضربه‌اي كماني، امواج ضربهاي ناشي از جدايش، و امواج ضربه‌اي بشكه‌اي مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهند كه ارتفاع ديسك ماخ انژكتور دوم بيشتر از انژكتور اول است كه به دليل افت فشار سكون ناشي از انژكتور اول است.