شبيه‌سازي عددي نويز آيروآكوستيكي حاصل از بازتاب جت مافوق صوت به روش تركيبي المان مرزي و ديناميك سيالات محاسباتي

محاسبه بارهاي صوتي ناشي از برخورد جريان خروجي موتور حامل‌هاي فضايي به سكوي پرتاب، يكي از چالش‌هاي اساسي در صنعت فضايي است. ميزان صداي جريان موتور و بازتاب صدا از روي سكو و تأثير آن بر روي محموله، به پارامترهاي آشفتگي جريان، گردابه‌هاي ايجاد شده، هندسه نازل و هندسه سكوي پرتاب وابسته است. هدف از پژوهش حاضر، محاسبه صداي جريان مافوق صوت موتور به همراه بازتاب صدا از روي سطح منحرف كننده جريان در زير موتور با روش تركيبي المان مرزي و ديناميك سيالات محاسباتي است. براي اين كار، صداي حاصل از جت مافوق صوت خروجي از نازل موتور يك حامل فضايي مورد مطالعه گرفته است. براي مشاهده تأثير بازتاب امواج صوت از سكوي پرتاب، نتايج در دو حالت (با در نظر گرفتن منحرف‌كننده جت و بدون درنظر گرفتن آن) مقايسه شده است. شبيه‌سازي عددي بصورت سه بعدي، ناپايا، تراكم‌پذير و آشفته انجام شده است و از روش المان مرزي به عنوان يك روش كارآمد براي محاسبه انتشار و بازتاب امواج صوتي استفاده شد. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهند كه ميزان نويز توليد شده با در نظر گرفتن بازتاب صوت از روي منحرف كننده، به طور قابل توجهي افزايش مي‌يابد. مقدار نويز توليد شده پرتابه با در نظر گرفتن منحرف‌كننده جت، 8 تا 10 دسي‌بل بيشتر از نويز توليد شده پرتابه بدون درنظر گرفتن منحرف‌كننده است. همچنين نتايج نشان مي‌دهند كه حضور منحرف‌كننده جت سبب يكنواختي بيشتر امواج صوتي بر روي پرتابه مي‌شود.