شبيه‌سازي موتور پيشرانه جامد شامل گرين پيچيده با در نظر گرفتن پس‌روي سه‌بعدي و ميدان جريان شبه‌ يك‌بعدي

Numerical simulation of complicated grains with 3D burnback and Quasi-One-Dimensional flow field of solid rocket motors

در اين تحقيق، پس­روي سطح انواع گرين­هاي سه‌بعدي به همراه بالستيك داخلي شبه يك­ بعدي موتورهاي سوخت جامد با استفاده از تئوري مرز­هاي متحرك روش مجموعه سطح و بهره‌گيري از روش مقاطع شبيه‌سازي‌شده تا ضمن رسيدن به‌دقت بالا در شبيه­ سازي از زمان تحليل پس­روي گرين­ نيز به‌طور محسوسي كاسته شود. با استفاده از روش مقاطع، گرين­ه اي سه‌بعدي به تعداد زيادي از سطح مقطع­ هاي دوبعدي تبديل‌شده و سپس با استفاده از تئوري منحني­ هاي تراز در دو بعد پس­روي گرين مورد بررسي قرارگرفته است. درنهايت با استفاده از روش درون­يابي، سطح سوزش گرين­هاي سه‌بعدي حاصل مي­شود. همچنين براي پيش‌بيني فشار درون موتور و نرخ سوزش مورد­نظر يك كد بالستيك داخلي به‌صورت شبه يك­بعدي نوشته و با كد تحليل پس‌روي گرين كوپل شده است. پديدة سوزش فرسايشي نيز پديده‌اي مهم در موتورهاي سوخت جامد، به‌حساب مي­آيد. در اين تحقيق، با در نظر گرفتن سوزش فرسايشي بر اساس مدل سادرهلم، محفظه‌ي احتراق به المان­هايي تقسيم‌بندي مي­شود و روابط بالستيك داخلي شبه يك ­بعدي براي محاسبه پارامترهايي از قبيل فشار محفظه احتراق، تراست، سطح سوزش، درجه حرارت محفظه، عدد ماخ و ... در هر المان اعمال و حل مي‌‌گردد. اين روش از نظر نحوه پياده­ سازي و ميزان دقت با روش­هاي تحليلي و آزمايشگاهي مقايسه شده است كه بيانگر دقت بالاي روش استفاده‌شده در تحليل عملكرد موتور‌هاي سوخت جامد با گرين سه‌بعدي است.