بررسی عددی اثر زبری سطح بر ضریب پسا در جریان حول یک کپسول بازگشتی دوبعدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

در طراحی کپسول‌های بازگشتی به دلیل عدم وجود سطوح کنترلی‌، همواره به مقوله پایداری دینامیکی توجه شایانی می‌شود. این مطالعه به بررسی جریان اطراف کپسول بازگشتی در شرایط مختلف جریانی و تأثیر زبری سطح بر کانتورهای فشار و سرعت می‌پردازد. جریان اطراف کپسول به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر عوامل آیرودینامیکی از جمله طراحی هندسی و ویژگی‌های سطحی است. در این بررسی، از شبیه‌سازی عددی جهت ارزیابی تغییرات فشار و سرعت در نقاط مختلف سطح کپسول در سه عدد رینولدز متفاوت استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که زبری سطح کپسول می‌تواند منجر به افزایش اصطکاک در لایه مرزی و افت فشار در ناحیه پشتی کپسول شود، که این امر بر ضریب پسا تأثیر می‌گذارد و به ایجاد نواحی گردابی کمک می‌کند. مقدار پایدار ضریب پسا برای اعداد رینولدز ۱۰2، ۱۰3 و ۱۰۶ به ترتیب برابر با ۶۹/۱، ۶۸۷/۱ و ۶۳/۱ است که نشان می‌دهد با افزایش عدد رینولدز ضریب پسا کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical study of the roughness effect on drag coefficients in a flow around a 2D re-entry capsule

نویسندگان [English]

  • Samira Sourani
  • Morteza Bayareh
  • Alireza Shateri
Department of Mechanical Engineering, Shahrekord, University, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

In the design of re-entry capsules, due to the absence of control surfaces, significant attention is always paid to the issue of dynamic stability. This study examines the flow around the re-entry capsule under various flow conditions and the impact of surface roughness on pressure and velocity contours. The flow around the capsule is significantly influenced by aerodynamic factors, including geometric design and surface characteristics. In this investigation, numerical simulations are used to evaluate pressure and velocity variations at different points on the capsule's surface at three different Reynolds numbers. The results indicate that the surface roughness of the capsule can lead to increased friction in the boundary layer and pressure drop in the rear region of the capsule, which affects the drag coefficient and contributes to the formation of vortex regions. The final values of the drag coefficient for Reynolds numbers of 102, 103, and 106 are 1.69, 1.687, and 1.63, respectively, which indicates that the drag coefficient decreases with an increase in the Reynolds number.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Re-entry capsule
  • Surface roughness
  • Vortex
  • Drag coefficient
  • Pressure coefficient
CAPTCHA Image