|
|
مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۴۹، شماره ۲، صفحات ۹۱-۱۰۰
|
|
|
| عنوان فارسی |
بررسی عددی اثر پارامترهای محیطی بر پایداری دینامیکی یک کپسول بازگشتی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
موضوع کنترل و ناپایداری دینامیکی کپسولهای بازگشتی، به دلیل پیچیدگی تاثیر پارامترها بر همدیگر در جریان غیردائم و عدم درک صحیح فیزیکی این پدیده، همواره از سوی محققین مورد توجه بوده است. یکی از مشکلات عمده هندسه‌های بلانت این است که در برخی سرعتها و شرایط محیطی دارای ناپایداری دینامیکی می‌شوند. بنابراین تعیین محدوده ناپایداری و مقدار ضریب گشتاور این ناپایداری یکی از اصلی‌ترین قسمتهای کنترل کپسولهای برگشتی می‌باشد. در این مقاله شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی جریان ناپایا حول یک کپسول بازگشتی تحت نوسانات پیچشی اجباری به روش شبکه‌بندی لغزشی صورت گرفته و پس از اعتبارسنجی نتایج و بررسی استقلال حل از شبکه، تاثیر پارامترهای محیطی شامل زاویه حمله، عدد ماخ و فرکانس نوسانات بر پایداری دینامیکی کپسول مورد تحلیل قرار می‌گیرد. به این منظور نتایج مورد نظر از نرم‌افزار فلوئنت استخراج شده و ساختار جریان حول کپسول در شرایط مختلف بررسی می‌شود. مشتقات دینامیکی طولی که برای تحلیل پایداری یک جسم در حرکت نوسانی پیچشی مورد نیاز می‌باشند تعیین شده و نهایتاً روند تاثیر پارامترهای فوق بر مقدار مشتقات دینامیکی مشخص شده است. در این تحقیق محدوده تغییرات زاویه حمله متوسط بین 0 تا 15 درجه، تغییرات عدد ماخ بین 8/0 تا 2 و تغییرات فرکانس کاهش یافته بین 056/0 تا 224/0 می‌باشد. استفاده از شبکه‌بندی لغزشی در شبیه‌سازی نوسانات پیچشی کپسول موسس‌سی که سرعت محاسبات را به شدت افزایش می‌دهد، تجمیع اثر چندین پارامتر بر پایداری دینامیکی این کپسول و چگونگی تحلیل و بررسی روند و علل تغییرات پایداری دینامیکی در شرایط مختلف، جزو اهداف اصلی این مقاله بشمار می‌رود. نتایج تحلیل تاثیر پارامترهای مختلف بر پایداری دینامیکی حول کپسول موسس‌سی نشان می‌دهد که فاصله گرفتن از زاویه حمله متوسط صفر باعث افزایش پایداری دینامیکی کپسول مورد نظر شده و ناپایداری دینامیکی آن در رژیم مادون‌صوت حالت بحرانی‌تری نسبت به رژیم مافوق‌صوت دارد و همچنین با افزایش فرکانس نوسانات، پایداری دینامیکی کپسول موسس‌سی افزایش می‌یابد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
|
|
| عنوان انگلیسی |
Numerical investigation of environmental parameters on dynamic stability of a reentry capsule |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Dynamic instability and control of reentry capsules is one of interesting issues for researcher because of its complex flow structure and interaction of very parameters effects in unsteady flow. One of the main problems for reentry capsules is their dynamic instability in some velocities and environmental conditions. Thus, determination of dynamic stability criteria of this kind of capsules is one of key parameters of its design. In this paper firstly, 3D numerical simulation of unsteady flow is performed around a reentry capsule in forced pitching oscillation using slip mesh technique. After validation of the results and study of grid independency, effects of environmental parameters including the angle of attack, Mach number and frequency on the capsule dynamic stability are determined. For this aim, the results are captured by Fluent software and flow structure around the capsule are studied at different conditions. The longitude dynamic derivatives, which are needed for stability analyzing of a body in pitching oscillation, are calculated. Finally, effect of mentioned parameters on value of dynamic derivative is investigated. In the present study, variation range for the mean angle of attack is between 0 to 15 degree, for the Mach number is between 0.8 to 2 and for the frequency is between 10 to 40 hertz. Using the sliding mesh in simulation of pitching oscillation of the Muses-C capsule which decreases computational cost, study of multi-parameter on dynamic stability of this capsule and investigation of variation trend of dynamic stability in different conditions are some goles of this paper. Results of analysis of various parameters influence indicate that increasing of mean angle of attack from zero angle enhances dynamic stability. Furthermore, dynamic instability of the capsule is more critical at subsonic flow rather than supersonic flow. In addition, dynamic stability of Muses-C capsule increases by rising of oscillation frequency. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
|
|
| نویسندگان مقاله |
رامین کمالی مقدم | kamali moghadam
هیات علمی
مینا شاکری |
کارشناس ارشد
|
|
| نشانی اینترنتی |
|
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|