شبيه‌سازي عددي ميدان جريان حول محمولة بازگشتي از فضا و مطالعة اثرات تغييرات زاوية حمله بر ساختار ميدان

Numerical Simulation of Flow Field around Space Reentry Capsule and Studying the Effects of Angle of Attack Variations on Flow Structure

در اين پژوهش، درباره ميدان جريان پيرامون محمولة بازگشتي از فضا مطالعه شده است كه يك مدل هندسي داراي پخ و متقارن نسبت به محور عمودي است. شبيه‌سازي جريان پيرامون اجسام پرنده در رژيم پروازي فرا صوتي، از مباحث مطرح در پروژه ­هاي هوافضايي است. بازگشت موفقيت ­آميز محموله‌هاي بازگشتي به زمين به‌شدت به زاوية حملة آنها هنگام ورود به اتمسفر وابسته است. به دليل اهميت موضوع محاسبات آيروديناميكي وسايل پرنده و به دليل اينكه معمولاً وسايل پرنده تاكتيكي از جمله موشك در زاويه حمله پرواز مي‌كنند، موضوع يادشده اهميت خاصي در صنايع هوافضايي دارد و در بسياري از موارد نتايج تحقيقات انتشار نيافته است و اين موضوع سبب بروز تا حد زيادي تحقيق در اين حوزه را با مشكلاتي مواجه مي‌كند. در اين تحقيق، جريان حول اجسام متقارن در زواياي حمله‌ مختلف بررسي خواهد شد. به اين منظور ميدان جريان در عدد ماخ 7 و در زواياي حملة مختلف شبيه‌سازي و نتايج آن با داده‌هاي مرجع مقايسه مي­ شود كه نتايج دقت نسبتا مناسبي را به ويژه براي ضرايب نيروي محوري و شكل خطوط همتراز براي مولفة افقي سرعت نشان مي‌دهد.

In this research, the flow field around the space re-entry capsule, which has blunt and symmetric geometry has been investigated. The simulation of the flow around aerial vehicles in the hypersonic flight regime is the one of the topics discussed in aerospace projects.The Successful return of the re-entry capsule to the earth of depends strongly on its angle when entering the atmospher. Due to the importance of aerodynamic calculations of aerial vehicles, and because tactical aerial vehicles, such as rockets, usually fly at an angle of attack, this issue is of particular importance in aerospace industries. In many cases, the results of theresearch have not been published and this is the main reason for the difficulties of research in this subject. This research the flow analysis of symmetric body at different angles of attack. For this purpose, the flow field was simulated in Mach number 7 at different angles of attack and its results were compared with the reference data, which gives an appropriate accuracy especially for the axial force coefficients and the form of the contour lines for the axial component of the velocity.