جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای یوسف ریاست فرد)
موضوع: طراحی و بهینهسازی آگمنتور تراست موتور پالس جت در حالت تک موتوره و حالت دو موتوره هممحور با استفاده از بررسی پارامتریک
ارائه دهنده: یوسف ریاست فرد
استادان راهنما: دکتر مهدی نیلی احمد آبادی
استادان مشاور: دکتر فرهاد قدک
استادان داور: دکتر محسن دوازده امامی، دکتر احمدرضا پیشه ور
چکیده:
موتور پالسجت به دلیل ساختار ساده، وزن کم و هزینه پایین تولید، همواره مورد توجه محققان حوزه پیشرانههای هوایی بوده است. در این پژوهش، بهینهسازی پارامتری آگمنتور در خروجی یک موتور پالس جت انجام گرفت. برای این هدف، ابتدا، شبیهسازی عددی عملکرد یک موتور پالسجت دارای دریچه ورودی بهصورت گذرا و تقارن محوری در شرایط پروازی با استفاده از نرمافزار انسیس فلوئنت بررسی شد. از مدل k-ω SST برای مدلسازی آشفتگی استفاده شد و فرایند احتراق بهصورت منبع انرژی حجمی لحاظ گردید. مقطع مناسب در پائیندست موتور برای محاسبه صحیح نیروی خالص پیشرانش با استفاده از معادله مومنتوم انتخاب شد. شبیهسازیها در چند سیکل متوالی انجام گرفت تا نوسانات پارامترهای جریانی و عملکردی موتور بهصورت نوسانی هارمونیک درآید و سپس، مقدار نیروی پیشرانش در بازه سه سیکل انتهائی متوسط گیری زمانی شد. در ادامه، با فرض آگمنتور استوانهای و پارامتری کردن هندسه آن، تأثیر سه پارامتر کلیدی فاصله آگمنتور از خروجی موتور، و همچنین قطر و طول آگمنتور روی افزایش میزان نیروی پیشرانش موردبررسی قرار گرفت. درنهایت، تحلیل دقیق رفتار آیرودینامیکی موتور در حالت با و بدون آگمنتور ارائه شد. نتایج نشان داد آگمنتور بهینه با مکش هوای محیط اطراف موتور و تقویت مومنتوم خروجی، منجر به افزایش 170 درصدی نیروی پیشرانش نسبت به حالت بدون آگمنتور میشود. در بخش دوم از پژوهش، پیکرهبندی دوموتوره هممحور شامل یک موتور مرکزی و یک موتور حلقوی طراحی و شبیهسازی شد. با برابر گرفتن حجم محفظهها و سطح مؤثر دریچهها، شرایط کاری همزمان فراهم گردید و با طراحی دقیق لوله اگزوز بر پایهی تشدید ، اختلاففاز نیمسیکل میان دو موتور حاصل شد. شبیهسازیها نشان داد که این اختلاففاز موجب تقویت مکش، افزایش جرم هوای ورودی و درنتیجه بهبود قابلتوجه تراست میشود. نتایج همچنین بیانگر آن است که تنظیم فاصله میان اگزوزها نقش کلیدی در دستیابی به بیشینه راندمان و پایداری عملکرد دارد و پیکرهبندی پیشنهادی میتواند راهکاری مؤثر برای ارتقای توان پیشرانش پالسجت باشد. باوجود پیشرفتهای گسترده در مدلسازی عددی، اعتبارسنجی نتایج با دادههای تجربی همچنان ضروری است. در این پژوهش، عملکرد موتور پالسجت بدون آگمنتور بهصورت عملی و در سکوی تست استاتیک بررسی شد تا مبنای مناسبی برای تحلیل اثر آگمنتور در مراحل بعدی فراهم گردد. نتایج آزمایشها نشان داد که نیروی تراست موتور در شرایط ارتفاع حدود ۱۶۰۰ متر از سطح دریا و نسبت همارزی 0/7، معادل ۲۵.۶ کیلوگرمنیرو به دست آمد که با نتایج شبیهسازی عددی تطابق مناسبی داشت. همچنین توزیع دمای موتور در بخشهای مختلف، با دقت بسیار خوبی با پیشبینیهای شبیهسازی مطابقت داشت. بر اساس هندسه بهینه، نمونه آزمایشی آگمنتور نیز ساخته شد تا در مراحل بعدی آزمایشهای تجربی بر روی آن انجام شود و امکان ارزیابی عملکرد نهایی موتور در شرایط پروازی فراهم گردد