Оптимізація конструкції надзвукового планарного подвійного дзвонового сопла (PDBN)
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2024.02.015Ключові слова:
двоконтурні форсунки, кут перегину, оптимізація.Анотація
Форсунки з подвійним дзвоном є перспективним рішенням для максимізації ефективності руху на великих висотах, а також пом’якшення небезпечних бічних навантажень на низьких висотах. Такі форсунки складаються з двох різних контурів, причому перший оптимізований для роботи на низькій висоті, а другий — для роботи на великій висоті. Ці контури з'єднані між собою в точці перегину. Дане дослідження зосереджено на оптимізації конструкції контуру плоского подвійного розтрубного сопла. Використовуючи комерційне програмне забезпечення ANSYS-Fluent, ми провели дослідження впливу кута перегину на перехід між двома режимами роботи, вивчили поведінку потоку всередині сопла та оцінили вплив кута перегину на коефіцієнт тяги.Посилання
Davis K., Fortner E., Heard M., McCallum H., Putzke H. (2015). Experimental and computational investigation of a dual-bell nozzle. in 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, 5-9 Jan., 2015, (Florida, 2015).
https://doi.org/10.2514/6.2015-0377
Durif O. (2022). Design of de Laval nozzles for gas-phase molecular studies in uniform supersonic flow. Physics of Fluids. Issue 34,
https://doi.org/10.1063/5.0060362
Hadjadj A., Onofri M. (2009). Nozzle flow separation. Shock Waves. Issue 19, 163-169
https://doi.org/10.1007/s00193-009-0209-7
Hagemann G., Immich H., Van Nguyen T., Dumnov, G.E. (1998). Advanced rocket nozzles. Journal of Propulsion and Power. Issue 14, 620-634
https://doi.org/10.2514/2.5354
Hakim, K., HAIF S., and ABADA O. (2023). Design Process and Flow Field Analysis of a Double Divergent Supersonic Nozzle: Enhancing Efficiency and Performance. in International Conference on Pioneer and Innovative Studies,5 - 7 June 2023, (Konya, 2023).
Horn M., Fisher S. (1993). Dual-bell altitude compensating nozzles. Pennsylvania State Univ., NASA Propulsion Engineering Research Center, Volume 2, 1993.
Kbab H., Abada O., Haif S. (2023). Numerical Investigation of Supersonic Flows on Innovative Nozzles (Dual Bell Nozzle). Journal of Applied Fluid Mechanics. Issue 16, 819-829.
https://doi.org/10.47176/jafm.16.04.1551
Khan S.A., Ibrahim O.M. Aabid A. (2021). CFD analysis of compressible flows in a convergent-divergent nozzle. Materials Today: Proceedings. Issue 46, 2835-2842
https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.03.074
Micbael R., Goldman L. Computer program for design of two-dimensional supersonic nozzle with sharp-edged throat. NASA TM X-1502.
Nurnberger-Génin, C., Stark R. (2010). Experimental study on flow transition in dual bell nozzles. Journal of Propulsion and Power. Issue 26, 497-502
https://doi.org/10.2514/1.47282
Ostlund J., Muhammad-Klingmann B. (2005). Supersonic flow separation with application to rocket engine nozzles. Appl. Mech. Rev. Issue 58, 143-177
https://doi.org/10.1115/1.1894402
Reijasse P., Coponet D., Luyssen J.M., Bar V., Palerm S., Oswald J., Kuszla P. (2011). Wall pressure and thrust of a dual bell nozzle in a cold gas facility. Progress in Propulsion Physics. Issue 2, 655-674.
https://doi.org/10.1051/eucass/201102655
Schneider, D., Génin C. (2016). Numerical investigation of flow transition behavior in cold flow dual-bell rocket nozzles. Journal of Propulsion and Power. Issue 32, 1212-1219.
https://doi.org/10.2514/1.B36010
Schomberg K. A., Doig G., Olsen J., Neely A.J. (2014). Geometric analysis of the linear expansion-deflection nozzle at highly overexpanded flow conditions. in 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, 28-30 July, 2014, (Cleveland, 2014).
https://doi.org/10.2514/6.2014-4001
Schomberg K., Olsen J., Neely A., Doig G. (2014). Experimental analysis of a linear expansion-deflection nozzle at highly overexpanded conditions. in 19th Australasian Fluid Mechanics Conference, 8-11 December, 2014, (Melbourne, 2014).
https://doi.org/10.2514/6.2014-4001
Shrivastava K., Das A.K., Saha U.K. (2023). A Neural Network Based Design of a Planar Double Divergent Nozzle. in 25th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference, May 28 - June 1, 2023, (Karnataka, 2023).
https://doi.org/10.2514/6.2023-3104
Verma, S., Hadjadj A., Haidn O. (2015). Unsteady flow conditions during dual-bell sneak transition. Journal of Propulsion and Power. Issue 31, 1175-1183.
https://doi.org/10.2514/1.B35558
Verma, S., Stark R., Haidn O. (2013). Reynolds number influence on dual-bell transition phenomena. Journal of Propulsion and Power. Issue 29, 602-609.
https://doi.org/10.2514/1.B34734
Zebbiche T. (2008). Supersonic plug nozzle design. in 41st AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. 10-13 July, 2005, (Arizona, 2005).
