Pri preskusih v vetrovniku lahko neusklajeni obratovalni tlaki povzročijo, da se v toku curka pojavijo ekspanzijski valovi, kompresijski valovi in valovne interference. Trenutne raziskave usklajevanja tlakov v vetrovniku zahtevajo stalno prilagajanje obratovalnih tlakov na vstopu in izstopu, da se doseže idealno razširjeno stanje nadzvočnega curka, kar predstavlja veliko delovno obremenitev. V tej študiji predstavljamo numerično simulacijo toka v nadzvočnem vetrovniku pri različnih izstopnih tlakih na osnovi Reynoldsove metode povprečenih Navier-Stokesovih enačb (RANS). Predlagana je metoda za hitro določitev točke ujemanja statičnega obratovalnega tlaka nadzvočnega curka, s katero lahko hitro ugotovimo ustrezen obratovalni tlak. Kadar je Machovo število kontrolne točke na osi jedrnega območja curka znotraj 5 % standardnega Machovega števila na izstopu šobe, je curek v preskusni komori vetrovnika v stanju idealne ekspanzije. Izstopni tlak v teh razmerah predstavlja standardni obratovalni tlak. Hkrati smo primerjali strukture toka v pogojih prekomerne ekspanzije, idealne ekspanzije in premajhne ekspanzije. Pokazalo se je, da so ključni fizikalni parametri v jedrnem območju nadzvočnega curka v stanju idealne ekspanzije, pridobljene s to hitro metodo, stabilno porazdeljeni, kar omogoča, da enakomerno območje curka preseže meje rombastega območja in zagotovi enakomeren tok znotraj meja nadzvočnega curka.
|
