شبيه سازي اثرات تيغه ميراكننده بر ميزان تلاطم در مخزن سوخت هواپيماي مدل

Simulation of Baffle Effects on Sloshing in Model Aircraft Fuel Tank

يكي از راه هاي متداول جهت جلوگيري از تلاطم در مخازن سوخت، استفاده از تيغه هاي ميرا كننده در داخل مخازن است. در اين تحقيق 5 نمونه مخزن، شامل مخزن بدون تيغه و مخزن با تيغه هاي ميراكننده به شكل هاي مختلف به صورت سه بعدي مدل سازي شده است. در ادامه با اعمال شتاب گرانشي به مخزن، اثرات شكل تيغه هاي ميراكننده بر ميزان تلاطم و حركت سيال درون مخزن سوخت با استفاده از روش عددي حجم سيال، تحليل شده است و نتايج حاكي از ميزان خطا كمتر از 4 درصد بين روش عددي و تجربي مي باشد. بر اساس نتايج بدست آمده، سيال متلاطم پس از 0/35 ثانيه به يك پايداري نسبي مي رسد، در حاليكه در مخزن بدون تيغه ميرا كننده اين پايداري نسبي بعد از زمان 1/1 ثانيه رخ مي دهد. با توجه به نتايج، حركت سوخت در حالت قرارگيري تيغه در قسمت تحتاني و مياني مخزن با توجه به ارتفاع كمتر تيغه نسبت به حالت قرارگيري با تيغه فوقاني در مخزن بيشتر است. بر اساس نتايج بدست آمده در حالت قرارگيري همزمان تيغه ها در قسمت تحتاني، مياني و فوقاني مخزن، سيال تلاطم كمتري ايجاد كرده و لوله سوخت در وضعيت بهتري نسبت به شكل تيغه ها در مخازن ديگر قرار گرفته است.

One of ways to prevent sloshing in fuel tanks is to use baffles inside the tanks. In this research, 5 tank samples, including a non-baffle and baffle tanks are modeled in 3D. In the following, by applying the gravitational acceleration to the tank, the effects of the baffle’s shape on sloshing and fluid motion inside the fuel tank have been analysed by using the numerical method of volume of fluid (VOF), the results indicate an error value of less than 4% between numerical and experimental methods. Based on the results, the fluid sloshing reaches a relative stability after 0.35 seconds, while in non-baffle tank, this relative stability occurs after 1.1 seconds. According to the results, the motion of the fuel is in the position of the baffle in bottom and middle is higher with respect to the lower height baffle than the position with the upper baffle in the tank. Based on the results obtained in the simultaneous positioning of the baffles in the bottom, middle and upper, the fluid created less sloshing and the fuel pipe is in a better position than the baffles in other fuel tanks.