Üflemeli ses üstü rüzgar tüneli ön tasarımı

Bu çalışmada orta ölçekli bir ses üstü üflemeli rüzgar tüneli için ön tasarım sunulmaktadır. Test bölümünün kesit boyutları, 0.4 m x 0.4 m olarak belirlenmiştir ve hedeflenen maksimum hız Mach 4'tür. Düşük maliyeti ve değişen Reynolds sayılarında çalışma kabiliyeti nedeniyle, "blowdown" tünel tipi seçilmiştir. İlk tahminler, Mach 4'te 60 saniyelik bir çalışma süresini belirlemek için yapılmıştır. Mach 4'te tüneli başlatmak için gereken giriş basıncı, çıkış basıncının deniz seviyesinde atmosfer basıncına eşit olduğu varsayılarak yaklaşık 15 bar olarak hesaplanmıştır. Mach 4'te 60 saniyelik bir deneyi mümkün kılmak için, maksimum sıkıştırma kapasitesi 40 bar olan bir kompresör ve toplam kapasiteleri 40 𝑚^3 olan basınç tankları seçilmiştir. Tünelin nozul "nozzle" geometrisini oluşturmak için "Method of Characteristics" kullanılmıştır. MATLAB yazılımı kullanılarak bu yöntem uygulanmış ve farklı parametrelere bağlı olarak nozul geometrisi oluşturabilecek bir kod hazırlanmıştır, MoC'den elde edilen koordinatlar, bir bilgisayar destekli çizim yazılımına aktarılarak nozul geometrisi oluşturulmuştur. Son olarak, ANSYS Fluent 2023 R1 yazılımı kullanılarak 2-boyutlu ve 3-boyutlu CFD yöntemi ile nozul geometrisi doğrulanmış ve ağ bağımlılığı "mesh dependency" çalışması yapılmıştır. Tüm bu süreç, çözümün doğruluğunu kontrol edebilmek için Mach 2 hızında tekrarlanmıştır. CFD analizi sonuçları, nozulun çıkış bölümündeki Mach sayısı düzgünlüğünün tatmin edici olduğunu göstermektedir.