نام کاربري : کلمه عبور : عضو انجمن نيستيد ! همين حالا عضو شويد . | کلمه عبور خود را فراموش کرده ام !







آغاز شده توسط
متن
rubik آفلاين



تعداد ارسال ها: 693
تاريخ عضويت: 2 /4 /1395
محل زندگي: یاسوج
سن: 25
تعداد تشکر کرده: 5082
تعداد تشکر شده: 3939
[Custom_Field_Content]
انجمن اي ار ارتش

بررسی دو موضوع متفاوت و پاسخ به سوال کنکور ارشد هوافضا
سلام خوبین بچه ها ... چطول مطولین ؟ :) ... امروز میخوایم دوتا موضوع متفاوت هرچند کوتاه رو باهم بررسی کنیم .. اخیرا در اینستاگرام تصویری از موشک/ بمب سدید ساخت هوافضای سپاه در هوانیروز ارتش منتشر شده !



قسمت انتهایی این موشک یا بمب بصورت مخروطی یا جمع و جور شده ساخته شده ... اما دلیلش چیه ؟

دلیلش رو قبلا در این پست باهم یاد گرفتیم ...

http://www.irartesh.ir/Forum/Post/10845/Answer/5

طبق توضیحات لینک بالا و تصویر زیر میتونیم بگیم که :



در یک جسم کروی مثل توپ یا استوانه ، درگ فشاری زیاد ولی درگ اصطکاکی ( تنش برشی - لایه مرزی ) کم
در یک جسم چشم شهلایی مثل ایرفویل یا جسم b در شکل بالا ، درگ فشاری کم ولی درگ اصطکاکی زیاد

نکته : مجموع درگ های وارده بر جسم کروی بیشتر از جسم چشم شهلاییه .. چرا ؟



موشک و بمب سدید طراحی متناسب با خطوط جریان ( Stream-line ) دارن به همین خاطر درگ فشاری درشون کمه ... اما برای کاهش هرچه بیشتر درگ فشاری و کاهش گردابه ها در پشت موشک و یا بمب ( گردابه های عقب جسم در شکل بالا تحت عنوان separated flow نشون داده شدن ) ، انتهای موشک رو بصورت مخروطی یا جمع و جور شده میسازن تا گردابه ها به حداقل برسه و به طبع اون درگ فشاری هم به حداقل برسه ... دوتا موضوع پیش میاد ! بمب سدید یا موشک سدید ؟ مسئله این است !! بمب سدید موتور نداره پس طراحی مخروطی عقب بمب از ابتدای رهاسازی بمب تا زمان برخورد به هدف به کمک بمب میاد ولی موشک سدید چون موتور داره ، عملا تا زمانی که موتور کار میکنه هیچ گردابه ای در عقب موشک تشکیل نمیشه چون آتیش خروجی از نازل موشک ( :/ ) با پر کردن فضای خالی در عقب موشک از تشکیل گردابه جلوگیری میکنه ولی به محض اتمام کار موتور و عدم تولید تراست توسط موتور ، این قسمت مخروطی انتهای موشک هستش که باعث کاهش گردابه ( کوچیک شدن ناحیه wake در عقب موشک ) و به طبع اون کاهش درگ فشاری میشه ... خود درگ فشاری یعنی اختلاف فشار .. جلوی جسم چون گردابه ای تشکیل نمیشه و جریان حالت خطی خودش رو حفظ کرده ، بنابراین سرعت کم و فشار بالاست ( با صرف نظر از نقطه ایستا یا شرایط سکون -- قبلا گفتیم ) ولی در عقب جسم چون جریان حالت خطی خودش رو از دست میده و به گردابه تبدیل میشه ، طبق فرمول عدد رینولدز ( در ادامه میگیم ) ، چون گردابه سرعت و انرژی بالایی داره پس فشار کمی داره .. این تفاوت فشار در جلو ( فشار زیاد ) و عقب ( فشار کم ) جسم باعث بوجود اومدن نوعی از درگ تحت عنوان درگ فشاری میشه ... البته به درگ فشاری ، base drag یا درگ پایه ( اگه درست معنی کرده باشم ) هم میگن و برعکس ...

نتیجه گیری : قسمت مخروطی شکل انتهای موشک در تصویر فوق ، به منظور کاهش درگ پایه یا درگ فشاری استفاده میشه ...

پی نوشت : البته من نمیدونم موشک سدید که بر اساس تاو ساخته شده آیا وسط راه موتورش خاموش میشه و یا نه تا زمان برخورد به هدف موتورش همچنان کار میکنه ؟ اگه کسی میدونه بگه ( چون میلیتاریست نیستم ) ...

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

موضوع دوم ... سوال کنکور کارشناسی ارشد هوافضا ( نقل به مضمون ) ... : افزایش ویسکوزیته چه تاثیری بر طول توسعه یافتگی دارد ؟

قبلا با لایه مرزی آشنا شدیم برای همین میریم سر وقت موضوع اصلی ... توسعه یافتگی جریان ( Developed flow ) چی هست اصلا ؟



اگه به شکل بالا نگاه کنیم یک لوله رو میبینیم که فلش های سبز رنگی ( جریان هوا ) در طول لوله به تصویر کشیده شده .. بعلاوه یک ناحیه مخروطی زرد رنگ ( چه رنگیه ؟ خخخ ) که inviscid core یا ناحیه غیر لزج هستش ... به غیر از این ناحیه مخروطی ، مابقی نقاط در طول لوله تحت تاثیر ناحیه لزج ( ویسکوز ) لایه مرزی ( Boundary Layer ) قرار گرفتند ...
زمانی که سیال ( در اینجا هوا ) با سطح جامد ( در اینجا دیواره های لوله ) وارد تنش برشی یا اصطکاک میشه ، بخشی از مولکول های سیال بعلت خاصیت لزجت یا چسبندگی یا ویسکوزیته به دیواره های لوله میچسبن و سرعتشون از جریاناتی که از وسط لوله عبور میکنند ( بدون از تماس با دیواره لوله ) کمتر میشه و لایه مرزی رو شکل میدن .. قبلا کاملتر گفته شده .. همچنین قبلا یاد گرفتیم که با افزایش طول و تماس بیشتر سیال با سطح جامد ، ضخامت لایه مرزی بیشتر میشه تا زمانی که به نقطه انتقال و سرانجام به نقطه ی جدایش برسه ( بسته به بزرگی حباب جدایش - قبلا گفته شده ) و از حالت خطی به حالت گردابه تغییر حالت بده ... همچنین قبلا یاد گرفتیم که لایه مرزی روی مولکول هایی از سیال که در مجاورت این لایه حرکت میکنند تاثیر میزاره و از سرعتشون کم میکنه تا زمانی که انقدر از لایه مرزی دور بشیم که عملا لایه مرزی تاثیری روی جریان عبوری نزاره و سرعت به سرعت اولیه برسه ( جریان عبوری از وسط لوله ) .. ضخامت لایه مرزی از نقطه پیدایش تا جایی هستش که سرعت هوا به 99درصد سرعت جریان آزاد برسه .. یعنی اگه مثلااااا سرعت هوا قبل از ورود به لوله 100 باشه ، تا سرعت 99 ضخامت لایه مرزی هستش چون لایه مرزی نمیزاره هوا به سرعت اصلی خودش یعنی 100 برسه ! بنابراین از سرعت صفر تا سرعت 99 که لایه مرزی باعث بوجود اومدن این کاهش سرعت شده رو ضخامت لایه مرزی میگن ... در شکل بالا میبینیم که هرچقدر در طول لوله حرکت میکنیم ، از ضخامت ناحیه مخروطی غیر لزج ( ناحیه ای که سرعت جریان همون سرعت اولیه هوا یعنی سرعت هوا قبل از ورود به لوله رو داره و جزو ضخامت لایه مرزی محسوب نمیشه یعنی لایه مرزی تاثیری روی کاهش سرعت در این ناحیه نداره چون ضخامت لایه مرزی به ناحیه مخروطی نرسیده ) کاسته میشه چرا ؟ چون در طول لوله بر ضخامت لایه مرزی افزوده میشه .. این کاهش ضخامت ناحیه غیر لزج تا جایی ادامه پیدا میکنه که لایه مرزی تمام فضای داخلی لوله رو اشغال کنه و جریان هوای عبوری از داخل لوله تماما تحت تاثیر لایه مرزی قرار بگیره ... از ابتدای ورودی لوله تا نقطه ی پایان یافتن ناحیه غیر لزج به طول ورودی یا Entrance Lenght یا به اختصار Le معروف هستش و بعد از این ناحیه چون جریان هوا تماما تحت تاثیر لایه مرزی قرار میگیره ، به ناحیه تماما توسعه یافته ( Fully Developed Flow ) میرسیم ...

فرمول Le ...



همونطور که میبینیم ، Le با عدد رینولدز ( Re ) رابطه مستقیم داره .. فرمول عدد رینولدز :



عدد رینولدز نسبت نیروهای لختی به نیروهای ویسکوز رو نشون میده و مرجعی برای آرام یا آشفته بودن و تعیین ضخامت لایه مرزی به شمار میره ... همونطور که میبینیم ویسکوزیته در مخرج فرمول عدد رینولدز قرار داره پس یعنی با افزایش ویسکوزیته ( بیشتر بودن نیروی ویسکوزیته نسبت به نیروی لختی ) ، عدد رینولدر کاهش پیدا میکنه و کاهش عدد رینولدز به منزله ی خطی بودن لایه مرزی هستش و برعکس اگر صورت کسر در فرمول رینولدز افزایش پیدا کنه ( بیشتر بودن نیروی لختی نسبت به ویسکوزیته ) ، عدد رینولدز افزایش پیدا میکنه و زیاد بودن عدد رینولدز به منزله ی آشفته بودن یا گردابه بودن لایه مرزی هستش ... پس از اونجایی که Le با Re رابطه مستقیم داره و از اونجایی که ویسکوزیته در مخرج فرمول رینولدز قرار داره ( ویسکوزیته با Re نسب عکس داره ) ، پس با افزایش ویسکوزیته ، Re کم و به طبع اون Le یا طول ورودی یا طول توسعه یافتگی کاهش پیدا میکنه

... اینم از جواب سوال ...

نکته : طول توسعه یافتگی در لایه مرزی آشفته کمتر از طول توسعه یافتگی در لایه مرزی آرام هستش چرا ؟ چون لایه مرزی آشفته ضخامت بیشتری نسبت به لایه مرزی آرام ( خطی ) داره و زودتر ناحیه غیر لزج رو از بین میبره // :



...

برای بدست اوردن ضخامت لایه مرزی در حالت خطی و گردابه میتونیم از فرمول زیر استفاده کنیم :



پی نوشت : قبلا باهم یاد گرفتیم که گردابه ها سرعت و انرژی بالایی دارن یعنی سرعت جریان در حالت گردابه بیشتر از سرعت جریان در حالت آرام ( خطی ) هستش درسته ؟ دلیلمون برای اثبات این ادعا چیه ؟ معلومه دیگه !! در صورت کسر فرمول رینولدز ، V ( سرعت ) رو داریم و در همین پست یادگرفتیم که اگه نیروهای لختی که سرعت هم جزوشونه زیاد بشن پس در واقع عدد رینولدز زیاد شده و زیاد بودن عدد رینولدز مساویست با لایه مرزی گردابه ( آشفته یا غیر خطی ) ... اینم از اثبات :)

موفق و پیروز باشید ...
امضاي کاربر :
سه شنبه 18 اردیبهشت 1397 - 16:41
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 5 کاربر از rubik به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: alij &mehdi &asd &leonardo0011 &rasool &



برای ارسال پاسخ ابتدا باید لوگین یا ثبت نام کنید.




انجمن نظامی آی آر ارتش