Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí jet nhỏ trong ống giãn nở đột ngột để kiểm soát dòng chảy tốc độ cao bằng phương pháp thực nghiệm và tối ưu hóa
Tóm tắt
Nghiên cứu hiện tại tập trung vào quản lý kiểm soát dòng chảy động bằng cách sử dụng các jet nhỏ với ba sự kết hợp; cái đầu tiên được đặt ở khoảng cách 90° của đáy, cái thứ hai được đặt ở 0.5D (đường kính ống) của tường, và cái thứ ba được đặt ở cả đáy và tường với bán kính 0.05 tương ứng để phun không khí. Phân tích so sánh giữa các kiểm soát này và không có kiểm soát được xem xét. Các thử nghiệm trong hầm gió được thực hiện trong sự hiện diện và vắng mặt của các jet nhỏ. Đối với các thí nghiệm, tỷ lệ đường kính ống được xem xét là 1.8, chiều dài ống L = 10D, số Mach 1.87, 2.2 và 2.58, và khoảng NPR từ 3 đến 11. Thêm vào đó, các thí nghiệm được lặp lại theo phương pháp thiết kế thí nghiệm (DOE) dựa trên thiết kế yếu tố - L9 dãy trực giao (OA). Ba biến với hai tham số được chỉ định cho dòng chảy và DOE. Phân tích phương sai, phân tích bề mặt phản ứng, phương trình hồi quy, tối ưu hóa phản ứng và phân phối dữ liệu đã được thực hiện để tối ưu hóa kết quả thực nghiệm. Các nguyên mẫu đã được thiết lập là thích hợp về mặt thống kê và đạt được dự đoán thực tế cho tất cả các trường hợp. Từ các kết quả, rõ ràng rằng với một ràng buộc được cung cấp, có thể tìm thấy chiều dài ống của ống tròn, điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng hoặc giảm áp suất cao nhất trong khu vực đáy.
Từ khóa
#dòng chảy động #jet nhỏ #phân tích phương sai #tối ưu hóa phản ứng #thiết kế thí nghiệm #ống giãn nở đột ngột #áp suấtTài liệu tham khảo
Aabid A, Khan SA (2020) Investigation of high-speed flow control from CD nozzle using design of experiments and CFD methods list of symbols. Arab J Sci Eng. https://doi.org/10.1007/s13369-020-05042-z
Khurana S, Suzuki K, Rathakrishnan E (2012) Flow field around a blunt-nosed body with spike. Int J Turbo Jet Engines 29:217–221. https://doi.org/10.1515/tjj-2012-0002
Khurana S, Suzuki K (2013) Assessment of aerodynamic effectiveness for aerospike application on hypothesized lifting-body in hypersonic flow. In: Fluid dynamics and co-located conferences, pp 24–27
Viswanath PR (1988) Passive devices for axisymmetric base drag reduction at transonic speeds. J Aircr 25(3):258–262
Quadros JD, Khan SA, Prashanth T (2020) Experimental and numerical investigation of suddenly expanded flow field for supersonic Mach numbers with and without annular cavities. Int J Fluid Mech Res 47(4):337–356. https://doi.org/10.1615/InterJFluidMechRes.2020032551
Singh NK, Rathakrishnan Ε (2002) Sonic jet control with tabs. Int J Turbo Jet Engines 19:107–118
Jagannath R, Naresh NG, Pandey KM (2007) Studies on pressure loss in sudden expansion in flow through nozzles: a fuzzy logic approach. ARPN J Eng Appl Sci 2(2):50–61
Pandey KM, Kumar A (2010) Studies on base pressure in suddenly expanded circular ducts: a fuzzy logic approach. Int J Eng Technol 2(4):379–386. https://doi.org/10.7763/ijet.2010.v2.151
Pandey KM, Kumar S, Kalita JP (2012) Wall static pressure variation in sudden expansion in cylindrical ducts with supersonic flow: a fuzzy logic approach. Int J Soft Comput Eng 2(1):237–242. https://doi.org/10.1109/ICMLC.2010.74
Efe MÖ, Debiasi M, Yan P, Özbay H, Samimy M (2008) Neural network-based modelling of subsonic cavity flows. Int J Syst Sci 39(2):105–117. https://doi.org/10.1080/00207720701726188
Secco NR, de Mattos BS (2017) Artificial neural networks to predict aerodynamic coefficients of transport airplanes. Aircr Eng Aerosp Technol 89(23):39–19. https://doi.org/10.1108/AEAT-05-2014-0069
Afzal A, Aabid A, Khan A, Khan SA, Nath T, Kumar R (2020) Response surface analysis, clustering, and random forest regression of pressure in suddenly expanded high-speed aerodynamic flows. Aerosp Sci Technol 1:106318. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106318
Quadros J, Khan S, Antony AJ (2018) Predictive modeling of suddenly expanded flow process in the supersonic Mach number regime using response surface methodology. Int J Recent Res Asp 49(1):149–160. https://doi.org/10.22059/jcamech.2018.248043.221
Al-khalifah T, Aabid A, Khan SA (2020) Regression analysis of flow parameters at high Mach numbers. Solid State Technol 63(6):5473–5488
Khan SA, Rathakrishnan E (2002) Active control of suddenly expanded flows from overexpanded nozzles. Int J Turbo Jet Engines 19:119–126
Khan SA, Rathakrishnan E (2006) Nozzle expansion level effect on suddenly expanded flow. Int J Turbo Jet Engines 23(4):233–258
Khan SA, Rathakrishnan E (2008) Control of suddenly expanded flow from correctly expanded nozzles. Int J Turbo Jet Engines 21(4):255–278
Aabid A, Khan SA, Ahmed M, Baig A, Rao KS (2021) Effect of control on the duct flow at high Mach numbers. IOP Conf Ser Mater Sci Eng 1057(012053):9. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1057/1/012053
Aabid A, Khan SA, Ahmed M, Baig A, Reddy AR (2021) Investigation of flow growth in a duct flows for higher area ratio. IOP Conf Ser Mater Sci Eng 1057(012052):10. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1057/1/012052
Azami MH, Faheem M, Aabid A, Mokashi I, Khan SA (2019) Inspection of supersonic flows in a CD nozzle using experimental method. Int J Recent Technol Eng 8(2S3):996–999
Azami MH, Faheem M, Aabid A, Mokashi I, Khan SA (2019) Experimental research of wall pressure distribution and effect of micro jet at Mach 1.5. Int J Recent Technol Eng 8(2S3):1000–1003
Aabid A, Fharukh AGM, Sher Afghan K (2019) Experimental investigation of wall pressure distribution in a suddenly expanded duct from a convergent–divergent nozzle. In: 2019 6th IEEE International conference on engineering technologies and applied sciences (ICETAS), p 6. https://doi.org/10.1109/ICETAS48360.2019.9117428
Khan SA, Ahmed Z, Aabid A, Mokashi I (2019) Experimental research on flow development and control effectiveness in the duct at high speed. Int J Recent Technol Eng. 8(2 Special Issue 8):1763–1768. https://doi.org/10.35940/ijrte.B1149.0882S819
Khan SA, Aabid A, Chaudhary ZI (2019) Influence of control mechanism on the flow field of duct at Mach 1.2 for area ratio 2.56. Int J Innov Technol Explor Eng 8(6 Special Issue 4):1135–1138. https://doi.org/10.35940/ijitee.F1236.0486S419
Akhtar MN, Bakar EA, Aabid A, Khan SA (2019) Effects of micro jets on the flow field of the duct with sudden expansion. Int J Innov Technol Explor Eng 8(9 Special Issue 2):636–640. https://doi.org/10.35940/ijitee.I1129.0789S219
Akhtar MN, Bakar EA, Aabid A, Khan SA (2019) Control of CD nozzle flow using microjets at Mach 2.1. Int J Innov Technol Explor Eng 8(9 Special Issue 2):631–635. https://doi.org/10.35940/ijitee.I1128.0789S219
Khan SA, Aabid A, Mokashi I, Ahmed Z (2019) Effect of micro jet control on the flow filed of the duct at Mach 1.5. Int J Recent Technol Eng 8(2S8):1758–1762. https://doi.org/10.35940/ijrte.B1148.0882S819
Khan SA, Mokashi I, Aabid A, Faheem M (2019) Experimental research on wall pressure distribution in C–D nozzle at Mach number 1.1 for area ratio 3.24. Int J Recent Technol Eng 8(2S3):971–975. https://doi.org/10.35940/ijrte.B1182.0782S319
Khan SA, Aabid A, Saleel CA (2019) Influence of micro jets on the flow development in the enlarged duct at supersonic Mach number. Int J Mech Mechatron Eng IJMME-IJENS 19(01):70–82
Faheem M, Kareemullah M, Aabid A, Mokashi I, Khan SA (2019) Experiment on of nozzle flow with sudden expansion at Mach 1.1. Int J Recent Technol Eng 8(2 Special Issue 8):1769–1775. https://doi.org/10.35940/ijrte.B1150.0882S819
Aabid A, Afghan Khan S (2020) Determination of wall pressure flows at supersonic Mach numbers. Mater Today Proc. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.06.538
Azami MH, Faheem M, Aabid A, Mokashi I, Khan SA (2019) Experimental research of wall pressure distribution and effect of micro jet at Mach 1.5. Int J Recent Technol Eng 8(2 Special Issue 3):1000–1003. https://doi.org/10.35940/ijrte.B1187.0782S319
Khan SA, Aabid A, Saleel CA (2019) CFD Simulation with analytical and theoretical validation of different flow parameters for the wedge at supersonic Mach number. Int J Mech Mechatron Eng 19(1):170–177
Akhtar MN, Bakar EA, Aabid A, Khan SA (2019) Numerical simulations of a CD nozzle and the influence of the duct length. Int J Innov Technol Explor Eng 8(9S2):622–630
Khan SA, Aabid A, Ghasi FAM, Al-Robaian AA, Alsagri AS (2019) Analysis of area ratio in a CD nozzle with suddenly expanded duct using CFD method. CFD Lett 11(5):61–71
Aabid A, Chaudhary ZI, Khan SA (2019) Modelling and analysis of convergent divergent nozzle with sudden expansion duct using finite element method. J Adv Res Fluid Mech Therm Sci J Homepage 63:34–51
Montgomery DC (2012) Design and analysis of experiments, 8th edn. Wiley, New York
Myers RH, Khuri AI, Vining G (1992) Response surface alternatives to the Taguchi robust parameter design approach. Am Stat 46(2):131–139. https://doi.org/10.1080/00031305.1992.10475869
Box GEP, Hunter JS (1957) Multi-factor experimental designs for exploring response surfaces. Ann Math Stat 28(1):195–241. https://doi.org/10.1214/aoms/1177707047
Rehman S, Khan SA (2008) Control of base pressure with micro-jets: part I. Aircr Eng Aerosp Technol 80(2):158–164. https://doi.org/10.1108/00022660810859373
Khan SA, Rathakrishnan E (2003) Control of suddenly expanded flows with micro-jets. Int J Turbo Jet Engines 20:63–82. https://doi.org/10.1515/TJJ.2003.20.1.63
Rathakrishnan E, Sreekanth AK (1984) Flow in pipes with sudden enlargement. In: Proceedings of the 14th international symposium on space technology and science, pp 491–496