اصلاح و بهینه سازی ضرایب مدل آشفته k- eجهت کاربرد در تحلیل هندسه موشک

از یک سو رشد روز افزون سخت افزارهای محاسباتی و بسته های نرم افزاری در زمینه حل جریان سیال و دینامیک سیالات محاسباتی و از سوی دیگر هزینه های سنگین مربوط به انجام آزمایش ها آیرودینامیکی سبب شده تا موضوع شبیه سازی عددی به عنوان یکی از مراحل مهم در طراحی سیستم های پرنده از جمله موشکها مطرح باشد. یکی از چالش های اساسی در این نوع شبیه سازی ها انتخاب ودقت مدل توربولانی جهت شبیه سازی جریان آشفته است که از تنوع زیادی نیز برخوردارند. در میان مدل هایی که جهت تحلیل جریان های آشفته از طریق دینامیک سیالات محاسباتی به کار گرفته شده اند، مدل K - e از محبوبیت چشم گیری برخوردار است. به طوری که امروزه در بسیاری از نرم افزارهای مهندسی به عنوان یک مدل اصلی گنجانده شده و در کاربردهای متنوعی استفاده می شود. فرضیات به کار گرفته شده در این مدل به گونه ای است که در عین ایجاد هزینه محاسباتی معقول، دقت مطلوب در بسیاری از محاسبات مهندسی را به دست می دهد. اما در مواردی نیز خطای وارد شده به محاسبات و نتایج، از معیارهای قابل پذیرش فراتر رفته و سبب کاهش کارایی مدل می گردد [1]. افزایش دقت نتایج تحلیل CFD در مورد جریان حول اجسام پرنده به انتصاب ثوابت تجربی ویژه و مناسب منوط می باشد تا بتوان در کنار بهره مندی از مزیت های مدل k-e دقت آن را تا حد امکان بالا برد. به این منظور با مبنا قرار دادن هند سه سه بعدی استاندارد ( شبیه موشک) در این پژوهش و اعمال بازه های منطقی برای ثوابت پنج گانه مدل K -eو همچنین بکار بردن تعداد بسیاری حل عددی توسط نرم افزار انسیس فلوینت و به کارگیری الگوریتم های بهینه سازی در نرم افزار مدفرونتیر سعی می کنیم تا حدامکان ضرایب بهینه مدل را استخراج نماییم بطوریکه نزدیک ترین نتایج به مقادیر تجربی حاصل شود

کلیدواژه ها:

مدل آشفتگیk-e ، ضرایب آیرودینامیکی ، مدل بیسیک فینر ، مدل AIM9 ، بهینه سازی ، شبیه سازی عددی