Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Sedaghat,Ahmad Reza Pishevar
احمد صداقت (استاد راهنما) احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohamad Aghahosaini
محمدامین آقاحسینی دهاقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Simulation of Shock-Vortex Interaction using TVD Method
Absrtact An initially shock wave can undergo significant distortion to its shape along with changes in its strength during the period of its interaction with a compressible vortex. This phenomenon is studied by numerical simulation of the shock wave-vortex interaction with a high resolution shock-capturing TVD scheme. A shock reflection over a flat plate is selected for this numerical investigation. Invicsid flow assumption is governed by Euler equations are used here. A brief history from previous works in shock-vortex interaction was reviewed. Then grid generation, governing equations and numerical algorithm are presented. Incident shock waves of various Mach numbers are made to interact with a compressible vortex. The dependence of the shock wave distortion on the strength of the incident shock wave is studied in detail. It is known that the type of complex shock structure formed in the later stages of a compressible vortex-shock wave interaction is dependent on the Mach number of the incident shock wave. To search different interaction patterns, we have tested two vortex models (the Taylor vortex model and the Lamb vortex model) and as many as 26 test cases. It is shown that the Lamb vortex is more in agreement with experimental data. The effect of different flux limiter were also investigated which show Van-Leer limiter is the most suitable in this study. The important parameters are the intensity of vortex, free-stream Mach number (angle of the wedge forming the first shock wave) and vortex-core radius. By shock–vortex interaction, the impinging shock is deformed to an S-shape with leading and lagging parts of the shock. The vortex flow is locally accelerated by the leading shock and locally decelerated by the lagging shock, causing a severely elongated vortex core with two vertices. When the leading shock escapes the vortex, implosion effect creates a high pressure in the vertex area where the flow had been most expanded. They are subsonic waves when the shock–vortex interaction is weak but become supersonic waves for strong interactions. Under an intermediate interaction, however, an induced shock wave is first developed where flow speed is supersonic but is dissipated where the incoming flow is subsonic. We have identified two different interaction patterns, say weak and strong, that depend on the vortex flow regime characterized by the shock–vortex interaction.Specifically, we have determined the dependence of shock distortion and vortex compression, and its subsequent notation upon shock and vortex strengths. It is shown numerically that vortex breakdown is possible in the case of strong interaction . The effect of vortex breakdown is characterized by some effects on flow. Key Words supersonic flow, Burgers vortex, shock wave, reflected shock, vortex breakdown.
در رسالة حاضر، اثر تغییرات سه پارامتر تاثیرگذار بر روی نوع برخورد گردابه با موج شوک بررسی شده است. این سه پارامتر عبارت اند از: قدرت گردابه، عدد ماخ جریان آزاد و شعاع هستة گردابه. کلیة نتایج با استفاده از یک کد حجم محدود TVD و شبکة با ساختار است. مطالعات عددی روی یک صفحة تخت انجام شده است. در تمام مواردی که دربارة آنها بحث شده است، جریان را غیرلزج درنظر می گیریم. به همین منظور از معادلات اویلر استفاده می کنیم.. شبکه بندی مسئلة حاضر ازنوع مربعی و جابه جا نشده است. نوع گردابة مورد استفاده، گردابة لامب می باشد که از خانوادة گردابه های برگرز می باشد. نوع گردابه از آنجا اهمیت دارد که بدانیم نوع گردابه تاثیر زیادی بر میزان استهلاک عددی دارد. این مدل گردابه با نتایج تجربی همخوانی دارد. نشان داده می شود نوع محدودکنندة شار نیز بر روی حل تاثیرگذار است. در نهایت برای سه پارامتر: قدرت گردابه، عدد ماخ جریان آزاد و شعاع هستة گردابه، بررسی های متعددی با تغییر هر کدام از این سه پارامتر صورت می گیرد. نشان داده می شود با دو نوع رژیم جریان سر و کار داریم، رژیم ضعیف و رژیم قوی. با تغییر این پارامترها، اندرکنش می تواند به سمت شکست گردابه (اندرکنش قوی) پیش برود. این شکست با برخی مولفه ها شناخته می شود که شامل افت فشاردر پشت ناحیة برخورد، تشکیل دو هستة مجزا برای گردابه و ... می باشد. همچنین پارامترهای شدت گردش و چرخش را برای دسته بندی نوع برخورد به کار می گیریم. همچنین نوع برخورد را از دید روابط امواج صوتی مورد مطالعه قرار می دهیم. کلید واژه: جریان مافوق صوت، گردابة برگرز، موج شوک، شوک بازگشتی، شکست گردابه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی