بررسي ديناميك جريان حين حركت پرتابه در داخل و خارج لوله: بررسي تجربي عددي و مقايسه دو معادله حالت گاز

در اين مقاله به شبيه سازي سه بعدي حركت پرتابه با قطر 5.56 ميلي متر در لوله با طول48.26 سانتيمتر پرداخته شده است. به منظور حل معادلات حاكم بر جريان گاز، از معادلات حالت گاز ايده آل و معادله حالت آبلنوبل استفاده شد. براي ارزيابي برهم كنش پرتابه - سيال از معادلات شش درجه آزادي استفاده شد كه به صورت كوپل شده با معادلات مومنتم، پيوستگي و انرژي حل شدند. به منظور كاهش زمان محاسباتي، موقعيت اوليه پرتابه 15 سانتيمتر جلوتر از ابتداي لوله درنظرگرفته شده و شرايط اوليه از نرم افزار Quickload به دست آمد و در نرم افزار فلوئنت قرار داده شد. در آزمايش تجربي، با دو صفحه حساس به نور و سوزن چاشني مجهز به الكتريسيته، اندازه گيري سرعت دهانه و زمان خروج پرتابه از لوله ميسر شد. خطاي سرعت دهانه پرتابه برابر6.38و 0.76درصد و زمان ماند پرتابه داراي خطاي 1.1 و21/ 0 درصد به ترتيب براي گاز ايده آل و گاز آبلنوبل بود. سرعت لحظه اي شبيه سازي شده پرتابه، با نتايج نرم افزار Quickload مقايسه شد و توافق خوبي به دست آمد. نتايج شبيه سازي شامل كانتورهاي دما، سرعت ، فشار در داخل و خارج لوله، حين حركت پرتابه مي باشند. منحني هاي دما -زمان، فشارزمان، جا به جايي زمان و سرعتزمان پرتابه با معادلات حالت گاز ايده آل و گاز آبل نوبل گزارش شده و مقايسه شدند. همچنين، يكي ديگر از نتايج مهم شبيه سازي، محاسبه نيروي وارد بر قفل مي باشدكه برابر 5431 نيوتن درمطالعه حاضر به دست آمد.