مقدمه:

جان د. اندرسون، جی آر در اول اکتبر سال 1937 در لنکاستر پنسیلوانیا چشم به جهان گشود و در سال 1959 از دانشگاه فلوریدا در رشته مهندسی هوانوردی با رتبه عالی فارغ‌التحصیل شد. از سال 1959 تا 1962 با درجه ستوان وظیفه در آزمایشگاه تحقیقاتی هوا فضایی پایگاه هوایی رایت پترسون به عنوان پژوهشگر مشغول به کار شد. از سال 1962 تا 1966 با حمایت مالی مؤسسه ملی علوم و سازمان ناسا در رشته مهندسی هوانوردی و فضانوردی موفق به دریافت درجه دکترا از دانشگاه ایالتی اوهایو شد و سپس به عنوان رئیس گروه ابر صوتی آزمایشگاه مهمات نیرویی دریایی ایالات متحده مشغول به کار شد در سال 1973 به ریاست دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه مریلند گمارده شده و از سال 1980 به مقام استادی مهندسی هوافضا در دانشگاه مریلند دست یافت. در سال 1982 به عنوان پژوهشگر و استاد برجسته دانشگاه برگزیده شد. در سال‌های 1987-1986 در دوران فرصت مطالعاتی دانشگاه او موفق به دریافت رتبه چارلزلیندربرگ در موزه ملی هوافضای مؤسسه اسمیتسون شد و بصورت یک روز در هفته همکاری خود را با عنوان مشاور مخصوص در زمینه آئرودینامیک در موزه ملی هوافضا ادامه داد و فعالیت‌های پژوهشی و نوشتاری خود را به انجام رساند. در سال 1993 به موازات حفظ کرسی استادی مهندسی هوافضا به عضویت دائمی کمیته تاریخ و فلسفه علوم و هم‌چنین در سال 1996 به عضویت گروه تاریخ در دانشگاه مریلند درآمد. او در سال 1996 استاد برجسته گلن مارتین در رابطه با آموزش در مهندسی هوافضا شد. در سال 1999 با عنوان استاد برجسته از دانشگاه بازنشسته شد. او در حال حاضر متصدی آئرودینامیک در موزه ملی هوافضای مؤسسه اسمیتسون می‌باشد.
دکتر اندرسون 8 کتاب منتشر کرده است: لیزرهای دینامیک گازی، یک مقدمه، انتشارات آکادمیک (1976). و توسط مک گروهیل، آشنایی با پرواز (1978، 1985، 1989)، جریان تراکم پذیر پیشرفته (1982، 1990)، مبانی آئرودینامیک (1984، 1990)، دینامیک گازی ابر صوتی و دما زیاد (1989) دینامیک سیالات محاسباتی: اصول و کاربردها (1995)، عملکرد و طراحی هواپیما (1999) تاریخچه آئرودینامیک و ارتباط آن با ماشین‌های پرنده، انتشارات دانشگاه کمبریج (1997، 1998).
اندرسون بیش از 120 مقاله در زمینه دینامیک گاز تشعشعی، آئوردینامیک بازگشتی، لیزرهای دینامیک گازی و شیمیایی، دینامیک سیالات محاسباتی، آئرودینامیک کاربردی، جریان ابر صوتی و تاریخچه هوانوردی نگاشته است. نام دکتر اندرسون در عناوین «او چه کسی است در آمریکا؟» آمده است.
او یکی از متصدیان مؤسسه آمریکایی هوانوردی و فضانوردی AIAA می‌باشد. او هم‌چنین یکی از متصدیان انجمن هوانوردی سلطنتی لندن است. او عضو تاو ـ بتا ـ پای، سیگماتاو، فی ـ‌ کاپا ـ‌ فی، فی ـ اتا ـ سیگما، انجمن آمریکایی برای تحصیلات مهندسی، انجمن تاریخچه علوم و انجمن تاریخ تکنولوژی می‌باشد. از سال 1988 او به معاونت AIAA برای تحصیلات انتخاب شد. در سال 1989 به دلیل تأثیر کمک‌های او در رابطه با تحصیلات مهندسی هوافضا به دریافت مدال جان للاند آتوود از طرف مؤسسه آمریکایی هوانوردی و فضانوردی و انجمن آمریکایی تحصیلات مهندسی مفتخر شد. در سال 1995 به پاس نوشتن کمیت مرجع و متون واضح و قابل اعتماد در زمینه مهندسی هوافضا در مقاطع کارشناسی ارشد که با استقبال بی‌نظیر خوانندگان مواجه شد، مفتخر به دریافت جایزه مطبوعات هوافضای AIAA شد. در سال 1996 او به معاونت انتشارات AIAA برگزیده شد. او به دلیل ارائه 2000 سخنرانی فون کارمن در بخش هوافضا توسط AIAA مورد ستایش قرار گرفته است.
از سال 1987 تاکنون دکتر اندرسون در زمینه مهندسی هوانوردی و فضانوردی مشاور ارشد انتشارات سری‌های مک گروهیل شده است.

فهرست مطالب

چکیده:……………………………………………………………. 1
مقدمه:…………………………………………………………… 3

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول:

تاریخچه و نظریه‌های مقدماتی
پذیرفتن ریسک نظریه‌هایی که تنها تعداد اندکی از آنها درست خواهند بود جسارت بالائی می‌خواهد، حرکت در میان خیل عظیم موانع و ناشناخته‌ها اشتیاق فراوانی می‌طلبد ولی از تمام اینها مهم‌تر آن است که با یک تفکر بدون تعصب بتوانیم در موقع لزوم از روشی که به آن عادت کرده‌ایم دست برداریم ج.ون لونک‌هایزن، 1951، مباحث مربوط به مشکلاتی که در طراحی Bell XS-1 (اولین هواپیمای مافوق صوت) بروز کرده بود.

پیشگفتار
زندگی مدرن به سرعت در حال پیشروی است. این حرکت سریع از نقطه و مکانی به مکان دیگر برای ما یک مزیّت است. برای سفرهای طولانی، پرواز سریع‌ترین راه است. امروزه در هواپیماهایی سفر می‌کنیم که دستاوری رشد تصاعدی تکنولوژی در 100 سال گذشته هستند. در سال 1930 مسافران خطوط هوایی با هواپیماهائی مثل فوکر سه موتوره (شکل 1-1) که با سرعت 100 مایل بر ساعت حرکت می‌کرد، به آهستگی جابجا می‌شدند. با این هواپیما، برای پرواز از نیویورک به مقصد لوس‌آنجلس، 36 ساعت زمان لازم بود و علاوه بر این در طول مسیر 11 بار توقف انجام می‌شد.

شکل 1-1: نوکر 3 موتوره، ساخته شده در اواخر دهه 1920
از سال 1936، داگلاس 3- DC (شکل 2-1 ) مسافرین را با سرعت 180 مایل بر ساعت جابجا می‌کرد، به این ترتیب برای پرواز از نیویورک به مقصد لوس‌آنجلس به 17 ساعت و 40 دقیقه زمان و تنها سه توقف احتیاج بود. از سال 1955، داگلاس 7-DC ، نسل جدید و پیشرفته هواپیماهای ملخ‌دار موتور پیستونی (شکل 3-1) به عرصه آمد که همان مسافت را در عرض 8 ساعت و بدون توقف طی می‌کرد. هرچند که از سال 1958 هواپیماهای با موتور جت جای این نسل جدید را بخود اختصاص دادند.
امروزه بویینگ 777 جدید (شکل 4-1) با سرعت بسیار زیاد و بدون توقف مسیر نیویورک تا لوس‌آنجلس را 5 ساعته با سرعتی معادل 83/0 سرعت صوت می‌پیماید. این هواپیما توسط موتورهای توربوفن نسل سوم پیشرفته‌ای، مثل «پرت» و «وِیتنی 4.000» که در شکل 5-1 نمایش داده شده‌اند، به جلو رانده می‌شوند که هر یک از این موتورها قادرند نیروی رانشی معادل 84.000 پوند تولید کنند.
شکل 5-1: موتور بوفن پرت اندرویستنی 4.000 نسل سوم توربوفنها برای هواپیماهای پهن پیکر. با نیروی تراست 84.000 پوند ( 2/329 کیلو نیوتون) که بعضی از بوئینگ ها ی777 از آن نیرو گرفتند.هواپیماهای پرسرعت جدید و موتورهای جتی که آن‌ها را به پیش می‌راند، از جمله بهترین مثال‌های کاربرد یکی از شاخه‌های دینامیک سیالات به نام جریان تراکم‌پذیر هستند. بار دیگر به بویینگ 777 شکل 4-1 و موتور توربوفن نشان داده شده در شکل 5-1، نگاه کنید- اینها هستند که به جریان تراکم‌پذیر هویت داده‌اند. قوانین جریان تراکم‌پذیر، مشخصات جریان‌آئرودینامیکی روی هواپیما را تعیین می‌کنند. جریانی که ازبخش های مختلف درون یک توربوفن عبور می‌کند- دهانه ورودی، کمپرسور، محفظه احتراق توربین، نازل و فن- همگی جریان تراکم‌پذیر هستند. درواقع، موتور جت یکی از بهترین مثال‌های تکنولوژی مدرن به کار رفته در ماشین‌های جریان تراکم‌پذیر است.امروزه انسان‌ها با وسائلی که ساخته‌اند می‌توانند با سرعت‌های بیشتر از سرعت صوت- مافوق صوت- جابجا شوند. کنکورد مسافربری مافوق صوت (محصول مشترک انگلیس و فرانسه) یکی از این نوع وسائل است (شکل 6-1)، (چند سال پیش نویسنده این شانس را پیدا کرد که سوار بر یک کنکورد عرض اقیانوس اطلس را در پرواز از فرودگاه کندی نیویورک به مقصد فرودگاه هیترو لندن در مدت زمان 3 ساعت و 15 دقیقه بپیماید). در پرواز مافوق صوت همواره امواج ضربه‌ای در اطراف وسیله پروازی ایجاد می‌شود. امواج ضربه‌ای یک مسئله مهم در جریان تراکم‌پذیر است که اغلب در تمام وضعیت‌های عملی جریان مافوق صوت بوقوع می‌پیوندد. در این کتاب مطالب بسیاری درباره امواج ضربه‌ای ارائه خواهد شد. هنگامی که یک کنکورد بالای سر ما با سرعت‌های مافوق صوت پرواز می‌کند، کسانی که روی زمین هستند صدای شکسته شدن دیوار صورتی را می‌شنوند. شکسته شدن دیوار صوتی نتیجه امواج ضربه‌ای است که از هواپیمای مافوق صوتی ساطع می‌شوند. اجازه پرواز با سرعت‌های مافوق صوت برای کنکورد، بدلیل تأثیرات زیست محیطی ناشی از شکست دیوار صوتی تنها بر روی دریا صادر می‌شود. البته در تحقیقات جدید تلاش می‌کنند تا راهی بیابند تا یک هواپیمای مافوق صوتِ «بی‌صدا» طراحی کنند. شاید بعضی از خوانندگان این کتاب کمک کنند تا پرده از این چنین رازهایی در آینده برداشته شود، یا حتی از پیشگامان ظهور هواپیماهای ماوراء صوت با سرعتی بیش از 5 برابر سرعت صوت شوند. به نظر نویسنده کاربردهای آتی و جریان تراکم‌پذیر حدومرز نخواهد داشت.

1: موتور بوفن پرت اندرویستنی 4.000 نسل سوم توربوفنها برای هواپیماهای پهن پیکر. با نیروی تراست 84.000 پوند ( 2/329 کیلو نیوتون) که بعضی از بوئینگ ها ی777 از آن نیرو گرفتند.

1: موتور بوفن پرت اندرویستنی 4.000 نسل سوم توربوفنها برای هواپیماهای پهن پیکر. با نیروی تراست 84.000 پوند ( 2/329 کیلو نیوتون) که بعضی از بوئینگ ها ی777 از آن نیرو گرفتند.

جریان تراکم‌پذیر…………………………………………………………. 6
تاریخچه و نظریه‌های مقدماتی……………………………………….. 6
پیشگفتار………………………………………………………………… 6
1-1- پیشرفت‌های بزرگ تاریخی……………………………………. 16
1.2- تعریف جریان تراکم‌پذیر…………………………………………. 20
3-1- رژیم‌های جریان…………………………………………………. 25
1-3-1- جریان مادون صوت……………………………………………. 28
2-3-1- جریان تراصوتی……………………………………………….. 28
1.3.3- جریان مافوق صوت……………………………………………. 29
1.3.4- جریان ماوراء صوت…………………………………………….. 30
1.4- یک مرور اجمالی از ترمودینامیک……………………………….. 32
1.4.1- گاز کامل……………………………………………………….. 33
1.4.2- انرژی داخلی و آنتالپی……………………………………….. 38
1.4.3- قانون اول ترمودینامیک………………………………………… 42
1.4.4- انتروپی و قانون دوم ترمودینامیک……………………………. 43
1.4.5- محاسبه انتروپی………………………………………………. 44
1.4.6 روابط ایزنتروپیک………………………………………………….. 46
1.5- نیروهای آئرودینامیک روی یک جسم……………………………. 50
1.6- جریان تراکم‌پذیر مدرن……………………………………………. 55
1.7- خلاصه ………………………………………………………………56

از معادله (6-1) می‌فهمیم که یک جریان را می‌باید بصورت تراکم‌پذیر مورد بررسی قرار داد. هنگامی که گرادیان‌های فشار در میدان جریان به اندازه کافی بزرگ باشند تا در ترکیب با مقادیر بزرگ تراکم‌پذیری، t، باعث تغییرات زیادی چگالی شوند که دیگر قابل صرفنظر کردن نباشد. برای گازها، این حالت وقتی اتفاق می‌افتد که عدد ماخ جریان بیش از 0.3 باشد. کوتاه آنکه، برای جریان‌های پرسرعت، چگالی یک متغیر خواهد بود و چنین جریان‌های چگالی متغیری را جریان‌های تراکم‌پذیر می‌نامند.

جریان تراکم‌پذیر پرسرعت در عین حال پرانرژی نیز هست. ترمودینامیک علم انرژی و انتروپی است، بنابراین مطالعه و کاربرد جریان تراکم‌پذیر شامل اصول خالص دینامیک سیالات و نتایج حاصل از ترمودینامیک خواهد بود.

جریان تراکم‌پذیر مربوط به جریان‌هائی است که عدد ماخ آنها از 0.3 تا بینهایت متغیر است. این بازه عدد ماخ را به 4 رژیم تقسیم می‌کنند که هر کدام آنها مشخصه‌های فیزیکی و شیوه تحلیل متفاوتی دارد. این رژیم‌های جریان عبارتند از: مادون صوتی، تراصوتی، مافوق صوتی و ماوراء صوتی. هر کدام این رژیم‌های جریان در طول کتاب مورد بحث قرار خواهند گرفت.

مسائل فصل اول………………………………………………………… 58

هندسه موج ضربه ای مایل

هندسه موج ضربه ای مایل

فصل دوم:

پیشگفتار
عبارت رایج «نابرده رنج گنج میسر نمی‌شود» که در زندگی روزمره ما بسیار شنیده می‌شود، بیان عامیانه قانون دوم ترمودینامیک است که در عین حال در این فصل بسیار دیده خواهد شد. بسیاری از دانشجویان مهندسی علاقه‌مند فراگیری کاربردهای عملی می‌باشند که شالوده اصلی حرفه‌ آینده‌شان را پی‌ریزی می‌کند، این مطلب معمولاً اولین دلیل علاقه آنها به رشته مهندسی است. در مورد مطالعه جریان تراکم‌پذیر نیز همین گونه است بدین صورت که دانشجویان سریعاً علاقه‌مند به طراحی یک هواپیمای ما فوق صوت و یا آموزش موتورهای راکت‌ها می شوند. ولی این امر بدلیل عدم دسترسی به دانش نظری مورد نیاز در رابطه با طراحی یا موارد کاربردی مهیج امکان‌پذیر نمی‌باشد. در این راستا ابتدا باید تئوری‌های مورد نیاز از قبیل معادلات بنیادین حاکم بر جریان سیال تراکم‌پذیر آموخته شود که هدف اصلی این فصل نیز همین است. در این فصل، سه اصل فیزیکی بنیادی را به معادلاتی تبدیل می‌کنیم که اولین گام جهت مطالعه جریان تراکم‌پذیر خواهند بود. با مطالعه فصل‌های آتی این کتاب تئوری‌های مورد نیاز بیشتری کسب خواهد شد. با فراگیری این تئوری‌ها قادر خواهیم بود موارد عملی جالب و شوق‌برانگیز را تحلیل نمائیم. این فصل تماماً درباره معادلات بنیادین خواهد بود. استخراج این معادلات به نوبه خود یک تمرین ذهنی جالب توجه است. برای اینکه بهتر به کارمان جهت دهیم، به شکل (7-1) برمی‌گردیم که راهنمای این کتاب است. فصل حاضر با بلوک‌های 2 و 3 شکل (7-1) سروکار دارد. راهنمای این فصل در شکل (1-2) نشان داده شده است.
این فصل بطور اختصاصی با 3 اصل بنیادین شناخته شده در فیزیک و شیوه بکارگیری آنها برای جریان تراکم‌پذیر ارتباط دارد. این سه اصل عبارتند از: 1) اصل بقاء جرم 2) قانون دوم نیوتون 3) قانون اول ترمودینامیک. این فصل تماماً در مورد تبدیل این سه اصل به فرم‌های انتگرالی معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی است. با این حال بطور محدود بعضی از کاربردها نیز شرح داده خواهد شد. در انتهای فصل معادله رانش یک پیشرانه جت بصورت دقیق بدست خواهد آمد که یکی از کاربردهای مهم فرم انتگرالی معادله مومنتوم است.

2.1- فلسفه
میدان جریان را روی یک جسم‌آئرودینامیک دلخواه در نظر بگیرید. می‌خواهیم خواص میدان جریان (V، T، ، p و غیره) را در تمام نقاط حوزه جریان محاسبه می‌کنیم. به چه دلیل؟ به این دلیل که اگر ما قادر باشیم مشخصات را در تمام نقاط جریان محاسبه کنیم، بطور حتم می‌توانیم مشخصات روی سطح جسم را نیز محاسبه کنیم. و از توزیع سطحی p، T، ، و غیره می‌توانیم نیروهای آئرودینامیکی (لیفت و درگ)، گشتاورها و نرخ انتقال حرارت وارد شده به جسم را محاسبه کنیم. در حقیقت کسب این اطلاعات تجربی می‌تواند یکی از عوامل اصلی تئوری مکانیک سیالات باشد و اینکه این جسم می‌تواند یک موشک مافوق صوت در حال پرواز، یا یک زیردریائی در حال حرکت زیر آب و یا یک آسمان‌خراش که در معرض تندباد قرار گرفته است ‌باشد. نکته مهم در این بحث این است که جهت دستیابی به اطلاعات تجربی در تجهیزات مهندسی می‌باید در ابتدا از روش‌های تئوریک تمامی حوزه میدان جریان تحلیل شود. اکنون این سوال مطرح می‌شود که چگونه می‌توان خواص حوزه جریان را محاسبه کرد؟ پاسخ این است که مشخصات میدان جریان را می‌توان با استفاده از معادلات جبری، انتگرالی و یا دیفرانسیلی که p، ، T، و غیره را به هم ارتباط می‌دهد و همچنین در نظر گرفتن شرایط مرزی مناسب، محاسبه کرد. این معادلات از قوانین بنیادین مرتبط با جریان سیالات بدست می‌آیند. این قوانین و معادلات، پیش زمینه لازم برای درک جریان تراکم‌پذیر است. در ادامه این معادلات و قوانین پایه‌ای را بدست می‌آوریم.

: نمایش تراست روی یک بادکنک

: نمایش تراست روی یک بادکنک

فرم‌های انتگرالی معادلات بقاء برای جریان‌های غیرلزج…………………. 60
پیشگفتار……………………………………………………………………… 60
2.1- فلسفه…………………………………………………………………… 62
2.2- رویکرد……………………………………………………………………. 62
2.2.1- روش حجم کنترل محدود……………………………………………. 63
2.2.2 روش المان بسیار کوچک سیال ………………………………………64
2.2.3- روش مولکولی………………………………………………………… 65
2.3- معادله پیوستگی……………………………………………………….. 65
2.3.1 اصل فیزیکی……………………………………………………………..65
2.4- معادله مومنتوم………………………………………………………….. 67
2.4.1- اصل فیزیکی………………………………………………………….. 67
2.5- تفسیر…………………………………………………………………….. 70
2.6- معادله انرژی……………………………………………………………… 71
2.6.1- اصل فیزیکی……………………………………………………………. 71
2.7- تفسیر نهائی…………………………………………………………….. 75
2.8- یک کاربرد معادله مومنتوم: نیروی رانش موتور جت………………….. 76
2.9- خلاصه……………………………………………………………………. 87

تحلیل جریان تراکم‌پذیر بر پایه سه اصل پایه‌ای فیزیک بنا نهاده شده که این اصول بصورت ترم‌های معادلات بنیادین جریان در زیر بیان شده‌اند:

مسائل…………………………………………………………………………. 88

سطح شوک سه‌بعدی

سطح شوک سه‌بعدی

فصل سوم :

پیشگفتار
در این فصل امواج ضربه‌ای فراصوتی- از نوع خاص آن، که در جهت عمود بر جریان قرار دارند مورد بررسی قرار می‌گیرند. چنین امواج ضربه‌ای را شوک‌های قائم می‌نامند. امواج ضربه‌ای قائم همانگونه که خوانده می‌شوند اختصاصی نیستند. تعداد زیادی از مسائل جریان مافوق صوت با شوک‌های قائم همراه هستند. برای مثال، مشخصات گاز در دماغه یک جسم نوک پهن که در سرعت‌های مافوق صوت حرکت می‌کند از طریق بررسی جریان عبوری از یک شوک قائم تعیین می‌شود. همچنین ورودی موتورهای جت هواپیماها بگونه‌ای طراحی می‌شوند که در ورود به موتور یک شوک قائم بوجود آید، که به شوک قائم ورودی معروف است. در پایان این فصل با آموخته‌های جدید می‌توان چنین کاربردهای عملی را تحلیل کرد. با بهره‌گیری از روابط ارائه شده در این فصل سریعاً می‌توان رفتار شوک‌ها را بررسی کرد. همچنین در این فصل جریان یک بعدی، یعنی جریانی که مشخصاتش تنها در یک جهت تغییر می‌کند، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. اکنون جریانی را در نظر می‌گیریم که یک بعدی بوده و مشخصاتش تنها در یک جهت تغییر کند. خط جریان در چنین جریانی سطح مقطعی ثابت دارد که مشابه جریان در یک مجرا یا سطح مقطع ثابت می‌باشد. چه عواملی موجب تغییرات مشخصات جریان در این شرایط خواهند بود؟ شوک قائم با ضخامت بسیار ناچیز می‌تواند عاملی باشد که مشخصات جریان پس از عبور از آن بطور ناگهانی تغییر نماید. همچنین تبادل حرارتی جریان یک بعدی با محیط می‌تواند مشخصات جریان را تغییر دهد. در عین حال، تنش برشی ناشی از اصطکاک که به مرز خارجی جریان اعمال می‌شود- جریان یک بعدی همراه با اصطکاک- نیز مشخصات جریان را تغییر می‌دهد. در این فصل بطور جداگانه جریان همراه با انتقال حرارت و جریان همراه با اصطکاک بررسی خواهد شد. هرچند این جریان‌ها مدل‌های تقریبی از جریان‌های واقعی همراه با اصطکاک و انتقال حرارت هستند ولی دو کاربرد مهم آنها را می‌توانیم این چنین نام ببریم: جریان یک بعدی با انتقال حرارت برای تخمین زدن اثرات احتراق، روی لوله‌های داخل محفظه احتراق یک موتور جت بسیار مفید است و جریان یک بعدی با اصطکاک یک شیوه بسیار عالی برای تحلیل جریان گاز درون لوله‌های طویل انتقال گاز در اختیار می‌گذارد.
راهنمای این فصل در شکل 1-3 آمده است. برای آغاز مسیرمان در این فصل، ابتدا معادلات حاکم را که در فصل 2 بدست آوردیم در مورد جریان یک بعدی بکار می‌بریم و معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی جریان یک بعدی را بدست می‌آوریم. این معادلات بصورت جبری هستند و بنابراین ریاضیات این فصل، جبر ساده است. قبل از مطالعه سه نوع جریان یک بعدی که در این فصل مورد بررسی قرار می‌گیرند، تعدادی از ملاحظات عمومی مورد نیاز که لزوماً به جریان یک بعدی محدود نمی‌شوند را مورد بحث قرار می‌دهیم. این مباحث جانبی در سمت راست راهنمای شکل 1- 3 نشان داده شده که همان سرعت صوت و شکل‌های متفاوت و مهمی از معادله انرژی هستند. سپس سمت چپ نمودار راهنما رامورد توجه قرار داده که به ترتیب شوک‌های قائم، جریان یک بعدی با انتقال حرارت و سپس جریان یک بعدی همراه اصطکاک را بررسی می کند. همزمان با مطالعه مطالب نشان داده شده در شکل 1-3 برخی از مهم‌ترین رفتارهای ریاضی و فیزیکی که دربرگیرنده جریان تراکم‌پذیر می‌باشد را مطالعه می‌کنیم که بسیار مهم هستند و لازم است که با دقت بسیار مطالعه شوند.

: موج ضربه‌ای روی سفینه اصلی آپولو. مدل تونل باد در در تونل باد چگالی- متغیر با هوای یونیزه- آزمایشگاه «NASA Langley Mach 8».

: موج ضربه‌ای روی سفینه اصلی آپولو. مدل تونل باد در در تونل باد چگالی- متغیر با هوای یونیزه- آزمایشگاه «NASA Langley Mach 8».

جریان یک بعدی………………………………………………………………… 89
پیشگفتار……………………………………………………………………….. 89
3.1- مقدمه ……………………………………………………………………..91
3.2- معادلات جریان یک بعدی………………………………………………… 96
3.3- سرعت صوت و عدد ماخ……………………………………………….. 100
3.4- تعدادی از پارامترهای جریان که براحتی تعریف می‌شوند………….. 105
3.5- فرم‌های دیگری از معادله انرژی……………………………………….. 106
3.5.1 – تفسیری درباره عمومیت ……………………………………………111
3.6- روابط شوک قائم………………………………………………………… 117
3.7- معادله هوگونت…………………………………………………………. 134
3.8- جریان یک بعدی همراه انتقال حرارت…………………………………. 140
3.9- جریان یک بعدی همراه اصطکاک………………………………………. 153
3.10 – یادداشت تاریخی: امواج صوتی و امواج ضربه‌ای…………………. 164
11-3- خلاصه………………………………………………………………….. 169
مسائل…………………………………………………………………………. 172

مقایسه بین خطوط و جریان مادون صوت و مافوق صوت برا ی جریان روی یک استوانه با وجه تخت

مقایسه بین خطوط و جریان مادون صوت و مافوق صوت برا ی جریان روی یک استوانه با وجه تخت

فصل چهارم:

پیشگفتار
در شکل 1-4 یک موج ضربه‌ای محاسبه شده و الگوی موج انبساطی میدان جریان حول یک سفینه آزمایشی ماوراء‌صوت در لحظه جدائیش با ماخ 7از یک راکت تقویت‌کننده نمایش داده شده است. این هواپیما آزمایشی بدون سرنشین مجهز به موتور رم‌جت احتراق مافوق صوت (scram jet) سازمان NASA است. با نام هایپر – x که قرار بود با نام x-43 شناخته شود و می‌باید اولین پروازش را در سال 2003 انجام می‌داد. میدان جریان حول این وسیله یک ترکیب پیچیده از شوک‌های مایل و امواج انبساطی است. در شکل 2-4 یک موج ضربه‌ای محاسبه شده با جزئیاتش و همچنین الگوی موج انبساطی جریان داخلی یک موتور اسکرم جت نمایش داده شده است. باز هم در این جریان مافوق‌صوت الگوی پیچیده‌ای از تأثیرات متقابل شوک‌های مایل و امواج انبساطی دیده می‌شود.
شوک‌های مایل و امواج انبساطی و تأثیرات متقابل متنوع آنها موضوع این فصل خواهد بود. برای مطالعه جریان ماوراء‌صوت و مافوق صوت این فصل اهمیتی اساسی دارد که شامل بعضی از مهم‌ترین جوانب فیزیکی جریان تراکم‌پذیر است. به همین دلیل لازم است که این فصل با دقت مطالعه شود. و فیزیک و ریاضیات پایه‌ای امواج ضربه‌ای مایل و انبساطی به خوبی درک شود.
نقشه راه این فصل در شکل 3-4 نشان داده شده است. بعد از بحث در مورد منشأ فیزیکی امواج مایل، در مورد امواج ضربه‌ای مایل و مسائل مربوط به آن بحث خواهیم کرد که این موضوع در سمت چپ شکل 3-4 نشان داده شده است. سپس به سمت راست نقشه راهمان می‌رویم و امواج انبساطی مایل را مورد مطالعه قرار می‌دهیم و روی یک نوع مخصوص آن یعنی انبساط‌های پرانتل – مایر تمرکز خواهیم کرد. سرانجام همان طور که در پائین شکل 3-4 نشان داده شده است ما این دو نوع امواج مایل را با هم ترکیب خواهیم کرد تا یک روش تحلیل به نام تئوری شوک – انبساط را بدست آوریم، که ما را قادر خواهد کرد که لیفت و درگ را روی تعدادی از اجسام مافوق صوت دوبعدی به طور مستقیم و دقیق محاسبه کنیم.

4. ترجمه: حل دینامیک سیالات محاسباتی برای الگوی موج ضربه‌ای روی سفینه تحقیقاتی ماوراء‌صوت هایپر–x سازمان NASA در لحظه جدائیش از وسیله تقویتی در ماخ 7.

4. ترجمه: حل دینامیک سیالات محاسباتی برای الگوی موج ضربه‌ای روی سفینه تحقیقاتی ماوراء‌صوت هایپر–x سازمان NASA در لحظه جدائیش از وسیله تقویتی در ماخ 7.

شوک مایل و امواج انبساطی,……………………………………………………. 176
پیشگفتار……………………………………………………………………………. 176
1-4- مقدمه…………………………………………………………………………. 178
2-4 – منشأ امواج مایل……………………………………………………………. 180
3-4 – روابط شوک مایل…………………………………………………………….. 184
1-3-4: رابطه : شکل دیگری از رابطه……………………………………………. 196
4-4- جریان مافوق صوت روی گوهها و مخروطها……………………………….. 199
5-14- قطبی شوک………………………………………………………………… 204
6-4- بازتاب معمولی از مرز جامد…………………………………………………. 209
7-4- تفسیری درباره جریان درون شوکهای ضربدری…………………………… 214
8-4- نمودارهای زاویه انحراف – فشار…………………………………………… 215
9-4 برخورد شوکهای غیرهمخانواده…………………………………………….. 218
10-4 برخورد شوک‌های همخانواده……………………………………………… 220
11-4 – انعکاس ماخ……………………………………………………………….. 223
12-4 – موج ضربهای غیرمتصل جلوی یک جسم دما غیر پهن………………… 225
13-4 – امواج ضربهای سه بُعدی…………………………………………………. 227
14-4 – امواج انبساطی پرانتل – مایر……………………………………………. 229
15-4 – تئوری شوک – انبساط……………………………………………………. 237
16-4. یادداشت های تاریخی تحقیقات اولیه پرانتل روی جریان‌های مافوق صوت و اساس تئوری پرانتل 249
17-4 خلاصه…………………………………………………………………………. 252
مسائل…………………………………………………………………………………255



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان