بهبود كارايي دهانه ورودي مارپيچي دوپيچشه با استفاده از روش كنترل جريان گردابه سازهاي جت دمشي

Improving the efficiency of a serpentine inlet duct by using of Blowing Jet Vortex Generators flow control technique

در اين تحقيق عملكرد آيروديناميكي دهانه ورودي مارپيچ دو پيچشه با استفاده از روش حل عددي كنترل فعال جريان و توسط بكارگيري نوع جديد گردابه سازهاي جت دمشي بررسي مي شود. در ابتدا با مقايسه نتايج حل عددي جريان با نتايج آزمايش تجربي بر روي يك دهانه ورودي استاندارد، معادلات توربولانسي بكار رفته اعتبار سنجي شده و در مرحله بعد پارامترهاي افت جريان در يك كانال مارپيچي نمونه در شرايط ماخ پروازي 0/7 و در ارتفاع 9000 متر تعيين مي‌گردد. در ادامه، تاثير روش كنترل فعال جريان بر روي پارامترهاي افت جريان در انتهاي كانال با بكار گيري دو رديف 20 تايي از گردابه سازهاي لوله‌اي جت دمشي بر روي ديواره‌هاي بالايي و پاييني كانال در 5 طرح به صورت يكپارچه و جداگانه و با شبيه سازي نسبت دبي جرمي 0/01 و 0/02 از دبي كل دهانه ورودي، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. با مقايسه انجام شده بين طرحهاي 1 تا 5 و حالت بدون كنترل جريان در حوزه كسر‌ دبي جرمي دمشي، دمش 2% در همه طرحها بهبود مناسبتري در حوزه كاهش افتهاي جريان ارائه مي‌دهد. در حوزه آرايش قرار گيري گردابه سازها نيز، طرحهاي C3 و C5 به ترتيب با افزايش 3/1 % و 3/12% در بازيافت فشار و كاهش 67/16 % و 64/66 % در ضريب اغتشاش(60)DC و كاهش 71/8 % و 64/5 % در ضريب اغتشاش محيطي DPCP در دبي دمش 2 درصد، به عنوان بهترين طرحهاي كنترل جريان انتخاب مي‌گردند.

In this research, aerodynamic performance of a double s-shaped serpentine inlet duct is numerically investigated by using of blowing Jet vortex generators flow control technique. At first, turbulence equations are validated by comparing the numerical results with experimental test data of a standard inlet, and aerodynamic loss parameters of a sample serpentine inlet are estimated in flight condition of Mach=0.7 at Altitude=9000m. Then the effect of active flow control technic on the loss parameters are studied by installing two sets of 20 blowing vortex generators on the upper and lower walls of the duct in 5 separated and integrated arrangement schemes by simulating 0.01 and 0.02 blowing mass flow ratios. By comparing between 5 schemes with clean duct in the fields of blowing mass flow ratio, 2% blowing ratio has better improvement results in all schemes. In the field of arrangement position, C3 and C5 schemes respectively by 3.1% and 3.12% increase in total pressure recovery, 67.16% and 64.66% decrease in DC(60) distortion coefficient and 71.8% and 64.5% decrease in DPCP coefficient at 2% blowing mass flow ratio, are selected as the best flow control scheme.