مطالعه عددي راندمان احتراق و افت فشار در احتراق مافوق صوت

مطالعه‌اي عددي براي بررسي پديده احتراق در محفظه احتراق موتور اسكرمجت همراه با تزريق سوخت از يك گوه‌ي با زواياي مختلف (11، 12، 17 و 20 درجه) انجام شد. در اين محفظه احتراق، هوا با عدد ماخ 2 و سوختِ هيدروژن با عدد ماخ نزديك 1 وارد مي‌شوند. ميدان جريان آشفته مورد نظر توسط معادلات ميانگين‌گيري شده ناوير-استوكس (RANS) در حالت پايا شبيه‌سازي شد. در اين شبيه‌سازي از مدل آشفتگي k -ɛ Realizable براي مدل سازي آشفتگي و از مدل نرخ محدود/ اضمحلال گردابه براي مدل‌سازي احتراق استفاده شد. مقايسه‌اي نيز بين نتايج روش عددي و نتايج روش تجربي انجام شد كه دقت و قابليت شبكه محاسباتي و روش عددي را براي مطالعه جريان مذكور نشان داد. نتيجه حاصله اين بود كه با افزايش زاويه گوه، بازده احتراق از نزديك 63 درصد تا 67 درصد افزايش مي‌يابد اما در طرف ديگر با افزايش زاويه، امواج ضربه‌اي تقويت مي‌شوند و افت فشار كل نيز بيش‌تر مي‌شود. بدين ترتيب براي داشتن حالت بهينه براي توليد نيروي رانش، بايد مصالحه‌اي بين راندمان احتراق و افت فشار كل توسط طراح انجام بگيرد.