شبیه سازی عددی جریان مافوق صوت همراه با انتقال جرم (مکش و تزریق جریان) روی سطح جسم

در این پژوهش، جریان لایه مرزی تراکم پذیر، دائم و لزج همراه با انتقال جرم (مکش یا تزریق جریان) روی بدنه های متقارن محوری مورد تحلیل عددی قرارگرفته است. برای این منظور، با تقریب معادلات کلی ناویر- استوکس به معادلات لایه مرزی جریان مافوق صوت، معادلات حاصل با استفاده از روش غیر تشابهی و انتگرالی جهت محاسبه توزیع انتقال حرارت روی سطح دماغه و تعیین مشخصات لایه مرزی به صورت عددی حل شده اند. سیال گاز نیوتنی هوا می باشد که با یک سرعت ثابت مکش یا تزریق به صورت سراسری و یا محلی به وسیله ایجاد سوراخ های در نقاط مختلف روی سطح جسم اعمال می شود. با انتقال معادلات حاکم به همراه شرایط مرزی با استفاده از تبدیل پرابستن-الیوت به مختصات جدید، سیستم معادلات غیرخطی و کوپل شده با توجه به طبیعت سهموی بودنش به صورت قدم به قدم حل شده است. برای تعیین مشخصات جریان، سه حالت دیواره صلب ، دیواره متخلخل همراه با مکش یا تزریق جریان بررسی شده اند. شبیه سازی عددی جریان بر روی یک دماغه با زاویه راس 20 درجه، در اعداد ماخ، فشارها و دماهای مختلف انجام گرفته است. طبق نتایج با انتقال جرم روی سطح دیواره جسم، از نقطه ، ضریب اصطکاک پوسته ای برای حالت مکش افزایش و در حالت تزریق کاهش یافته است، اما میزان انتقال حرارت سطح و ضخامت لایه مرزی برای حالت مکش کاهش و در حالت تزریق دارای افزایش می باشد. به منظور تایید صحت شبیه سازی عددی، نتایج با مقادیر عددی دیگران و همچنین با نتایج حاصل از اجرای نرم افزار فلوئنت مورد مقایسه قرارگرفته که کاملا رضایت بخش می باشد.