در این تحقیق، یک پرتابه که توانایی ایجاد راندمان آیرودینامیکی بالا در شرایط پروازی ابرصوتی را دارد، توسط یک روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این شبیه سازی، از روش مستقیم مونت کارلو DSMC که روشی ذره- مبنا برای شبیه سازی جریان‌های گازی غیرتعادلی می‌باشد، استفاده شده است. به منظور افزایش نسبت برا به پسا، ابتدا" از یک تعریف ساده برگرفته شده از تئوری مومنتم استفاده شده است. بر اساس تعریف فوق، جریان رقیق و ابرصوتی توسط کد محاسباتی DS2V (مربوط به روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو) روی یک جسم دو بعدی شبیه سازی شده، تا موثر بودن تعریف فوق در افزایش بازده آیرودینامیکی برای هندسه بالواره مفروض روشن شود. سپس، با داشتن یک هندسه مرجع سه بعدی به عنوان پرتابه، اقدام به شبیه‌سازی جریان در شرایط حاکم بر جریان‌های رقیق و ابرصوتی توسط نرم افزار عددی جریان رقیق DS3V شده است. در انتها، با تعمیم تعریف فوق الذکر روی هندسه سه بعدی مرجع، یک طرح نمونه که در آن شاهد افزایش بازده آیرودینامیکی باشد، ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می دهد که در این نمونه، به ازای زوایای حمله کوچک (صفر الی پانزده درجه) مقدار بازده آیرودینامیکی را در هندسه دو‌بعدی نهایی بین 1 الی 4/2 واحد و در حالت سه بعدی، نیز این مقدار را در حدود 1/0 الی 4/0 افزایش داده است.
Moss, J.N., Glass,C.E., and Greenez, F.A. “DSMC Simulations of Apollo Capsule Aerodynamics for Hypersonic Rarefied Conditions”, The 9th AIAA Joint Thermophysics and Heat Transfer Conf., San Francisco, California, 2006.
Ivanov, M.S., Vashchenkov, P., and Kashkovsky, A. “Numerical Investigation of the EXPERT Reentry Vehicle Aerothermodynamics along the Descent Trajectory”, The 39th AIAA Thermophysics Conf., 2007.
Zuppardi, G., Morsa, L., Schettino, A., Votta, R., Levin, D.A., Wysong, I.J., & Garcia,A.L. “Analysis of Aero-Thermodynamic Behavior of Expert Capsule in Transitional Regime”, In AIP Conf., American Institute of Physics, Vol. 1333, No. 1, p. 1349, 2011.
Liu, J., Ding, F., Huang, W., and Jin, L. “Novel Approach for Designing a Hypersonic Gliding–Cruising Dual Waverider Vehicle”, Acta Astronautica, Vol. 102, pp. 81-88, 2014.
Nonweiler, T.R.F. “Delta Wings of Shapes Amenable to Exact Shock-Wave Theory”, J. Royal Aeronautical Society, Vol. 67, pp. 39-40, 1963.
Jones, M.J., Moore, M. K., Pike, M.J., and Roe, M.P. “A Method for Designing Lifting Configurations for High Supersonic Speeds, Using Axisymmetric Flow Fields”, Ingenieur-Archiv, Vol. 37, pp. 56-72, 1968.
Rasmussen, M.P.F. ”Waverider Configurations Derived from Inclined Circular and Elliptic Cones”, J. Spacecraft and Rockets, Vol. 17, pp. 537-545, 1980.
Corda, S. and Anderson, J. “Viscous Optimized Hypersonic Waveriders Designed from Axisymmetric Flow Fields”, The 26th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, NV, 1988.
Xuzhao, H. and Le Jialing, W.Y. “Design of a Curved Cone Derived Waverider Forebody”, The 16th AIAA/DLR/DGLR Int. Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies, 2009.
Goonko, Y.P., Mazhul, I.I., and Markelov, G.N. “Convergent-Flow- Derived Waveriders”, J. Aircraft, Vol. 37, pp. 647-654, 2000.
Mazhul, I.I. “Off-design Regimes of Flow Past Wave Riders, Based on Isentropic Compression Flows”, Fluid Dynamics, Vol. 45, pp. 271-280, 2010.
Takashima, N. and Lewis, M.J. “Waverider Configurations, Based on Non-Axisymmetric Flow Fields for Engine-Airframe Integration”, The 32nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, 1994.
Bird, G.A. “Molecular Gas Dynamics and Direct Simulation of Gas Flows”, Oxford University Press, Oxford, 1994.
Bird, G.A. “The DSMC method”, Create Space Independent Platform, Portsmouth, NH, USA, 2013.
Bird, G.A. “The DS2V Program User’s Guide Ver. 3.2.”, GAB Consulting Pty Ltd., Sydney, Australia, 2005.
Bird, G.A. “Visual DSMC Program for Three-dimensional Flows: The DS3V Program User’s Guide”, 2006.
Anderson, J.D. “Hypersonic and High Temperature Gas Dynamics”, NY: McGraw-Hill, 1989.
Eggers, A.J. and Syvertson, C.A. “Aircraft Configurations Developing High Lift-Drag Ratios at High Supersonic Speeds”, NACA RM-A55L05, 1956.
Qu, Z.H. “Hypersonic Aerodynamics”, National University of Defense Technology Press, Changsha, 2000.
Lin, T.C., Grabowsky, W.R., and Yelmgren, K.E. “The Search For Optimum Configurations for Re-Entry Vehicles”, J. Spacecraft and Rockets, Vol 21, No. 2, pp. 142-149, 1984.
Stetson, K.F. and Lewis, A.B. “Aerodynamic Comparison of a Conical and Biconic Reentry Vehicle”, AIAA Preprint, pp. 77-1161, 1977.
Roohi. E. and Stefanov. S. "Collision Partner Selection Schemes in DSMC: From Micro/Nano Flows to Hypersonic Flows." Physics Reports, pp. 1-38, 2016.
Le, Nam TP. and Ngoc Anh Vu. "Effect of the Sliding Friction On Heat Transfer In High-Speed Rarefied Gas Flow Simulations in CFD." Int. J. Thermal Sciences, pp. 334-341, 2016.
Knight, D. “RTO WG 10: Test Cases for CFD Validation of Hypersonic Flight”, AIAA 2002-0433, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA, 2003.
Holden, M.S., Wadhams, T.P., Candler, G.V., Harvey, J.K., “Measurements of Regions of Low Density Laminar Shock Wave/Boundary Layer Interactions in Hypersonic Flows and Comparison with Navier-Stokes Predictions”, AIAA, 2003.
توکلی صبور, سید علی, جوارشکیان, محمد حسن, & باقری, امیر. (1396). بررسی پرتابه های ابرصوتی در ارتفاعات بالا، به منظور افزایش راندمان آیرودینامیکی. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 6(1), 39-52.
MLA
سید علی توکلی صبور; محمد حسن جوارشکیان; امیر باقری. "بررسی پرتابه های ابرصوتی در ارتفاعات بالا، به منظور افزایش راندمان آیرودینامیکی". مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 6, 1, 1396, 39-52.
HARVARD
توکلی صبور, سید علی, جوارشکیان, محمد حسن, باقری, امیر. (1396). 'بررسی پرتابه های ابرصوتی در ارتفاعات بالا، به منظور افزایش راندمان آیرودینامیکی', مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 6(1), pp. 39-52.
VANCOUVER
توکلی صبور, سید علی, جوارشکیان, محمد حسن, باقری, امیر. بررسی پرتابه های ابرصوتی در ارتفاعات بالا، به منظور افزایش راندمان آیرودینامیکی. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 1396; 6(1): 39-52.
)
