ﺮﺑﻨﺘﺒﻣیﺎﻫﺮﻠﻤﻋﻪﻠﯿﺳوﻪﺑلﺎﯿﺳنﺎﯾﺮﺟلﺮﺘﻨﮐ...

10
ﺑﺮﺮﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨͽ ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻋﻤﻠ و ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﻣﯿﺪانﻫﺎی اﻟ و*٣ ، ﺳﯿﺪ آرش ﺳﯿﺪ ﺷﻤﺲ ﻃﺎﻟﻘﺎﻧ٢ ﭘﻮر ، ﺳﻬﯿﻼ ﻋﺒﺪاﻟﻬ١ اﺣﻤﺪ ﻗﻨﺒﺮی ﻣﻄﻠﻖﺎه ﻫﻮاﻓﻀﺎͽ ارﺷﺪ، ﭘﮋوﻫﺸ داﻧﺸﺠﻮی ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳ١ ﺎه ﻫﻮاﻓﻀﺎͽ ﻣﺮﺑﯽ، ﭘﮋوﻫﺸ٢ ﺎه ﻫﻮاﻓﻀﺎͽﺪه ﻋﻠﻮم و ﻓﻨﻮن ﻫﻮاﯾﯽ، ﭘﮋوﻫﺸͺ اﺳﺘﺎدﯾﺎر، ﭘﮋوﻫﺸ٣ [email protected] ﺎﺗﺒﺎت:ͺ ﻣﺴﺌﻮل ﻣ* ͷﺎﻧﯿͺ ﻣﻬﻨﺪﺳ ﻣﺠﻠﻪ ﻋﻠﻤISSN: 1605-9719 ، ﻧﻮع ﻣﻘﺎﻟﻪ: ﺗﺮوﯾﺠ۶٢–۵٣ ، ﺻﻔﺤﺎت١٢٩ ، ﺷﻤﺎره٢٨ ﺳﺎل واژﮔﺎن ﮐﻠﯿﺪی ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎنͷﻨﺘﻮﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿͽ ﻧﯿﺮوی ﻟﻮرﻧﺘﺲ ﮐﻨﺘﺮل ﺷﻮک ﺗﺎرﯾﺨﭽﻪ ﻣﻘﺎﻟﻪ١٣٩٨٫٠٢٫٢٣ ﺗﺎرﯾﺦ درﯾﺎﻓﺖ١٣٩٨٫٠۵٫٢٨ ﺗﺎرﯾﺦ ﭘﺬﯾﺮشﯿﺪهͺ در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ اﺑﺘﺪا ﺗﻮﺿﯿﺢ ﻣﺨﺘﺼﺮی از ﻣﻔﻬﻮم ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل و ﻧﺤﻮه دﺳﺘﻪﺑﻨﺪی روشﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ آن داده ﺷﺪه اﺳﺖ.ﺮد آنﻫﺎͺ و ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠ ﻣﻌﺮﻓ و ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﺑﺮ ﻣﯿﺪانﻫﺎی اﻟ ﻣﺒﺘﻨﺮﻫﺎی ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎﻧͽ در اداﻣﻪ دو دﺳﺘﻪ ﻣﻬﻢ از ﻋﻤﻠ ﻣﺸﻬﻮر ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﺻﺮﻓﺎ ﺗﺤﺖͷﺘﺮوﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿͺﺮﻫﺎی اﻟͽ ﺗﻮﺳﻂ ﻧﯿﺮوی ﻟﻮرﻧﺘﺲ ﺗﻮﺿﯿﺢ داده ﺷﺪه اﺳﺖ. دﺳﺘﻪ اول ﮐﻪ ﺑﻪ ﻋﻤﻠﺘﺮودﻫﺎی ﻫﺎدی ﺟﺮﯾﺎنͺ وﻟﺘﺎژ ﺑﺎﻻ ﺗﻮﺳﻂ اﻟͺﺘﺮﯾͺﺮﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺨﻠﯿﻪ اﻟͽ ﮐﻨﻨﺪ. اﯾﻦ ﻋﻤﻠ ﻋﻤﻞ ﻣͺﺘﺮﯾͺ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻣﯿﺪان اﻟ ﺷﺘﺎبͺﺘﺮﯾͺﺮ را ﯾﻮﻧﯿﺰه ﮐﺮده و ﺳﭙﺲ اﯾﻦ ﻻﯾﻪ در ﺣﻀﻮر ﻣﯿﺪان اﻟͽ از ﻫﻮای ﮔﺬرﻧﺪه از روی ﻋﻤﻠ، ﻻﯾﻪ ﻧﺎزﮐͺﺘﺮﯾͺ اﻟ ﻧﯿﺰ ﻫﻤﺰﻣﺎن، ﻣﯿﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﻋﻼوه ﺑﺮ ﻣﯿﺪان اﻟͷﻨﺘﻮﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿͽﺮﻫﺎی ﻣͽ ﮔﯿﺮد. دﺳﺘﻪ دوم ﮐﻪ ﻋﻤﻠ و در ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎی ﻣﺎﻓﻮق ﺻﻮت ﺑﺮررﺳͷﻨﺘﻮﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿͽﺮﻫﺎی ﻣͽ ﮐﻨﻨﺪ. در اداﻣﻪ ﮐﺎراﯾﯽ ﻋﻤﻠ ﺑﻪ ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل اﻋﻤﺎل ﻣ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺗﺄﺛﯿﺮات آن ﺑﺮ اﺻﻼح زاوﯾﻪ ﺷﻮک، ﮐﺎﻫﺶ ﺟﺪاﯾﺶ و ﮐﻨﺘﺮل رﺷﺪ ﻻﯾﻪ ﻣﺮزی ﺑﺮرﺳ ﻣﻘﺪﻣﻪ١ ١٨ در اواﺳﻂ ﻗﺮنﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺ ﻧﯿﺮوی اﻟ اوﻟﯿﻦ ﺗﻼشﻫﺎ ﺑﺮای ﺗﺸﺮﯾﺢ ﮐﻤ، ١ ﺳﺎلﻫﺎی ﺑﻌﺪ ﮐﺎرﻫﺎی زﯾﺎدی ﺗﻮﺳﻂ اﻓﺮادی ﭼﻮن ﮐﻮﻟﻦ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ. در ﻃ١٨٩٢ درً در اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ. ﻧﻬﺎﯾﺘﺎ۴ و ﻣﺎﮐﺴﻮل٣ ، ﻓﺎرادی٢ آﻣﭙﺮͷﻮﭘﯿͺﺮوﺳͺ ﺗﻮاﻧﺴﺖ ﻣﻌﺎدﻻت ﻣﺎﮐﺴﻮل را در ﻣﻘﯿﺎس ﻣﯿ۵ ﻟﻮرﻧﺘﺲͷ ﻫﻨﺮﯾ ﺑﯿﺎن ﮐﻨﺪ. و ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﺗﻮﺳﻂ راﺑﻄﻪای ﺷﺎﻣﻞ ﻣﯿﺪان اﻟ از دﻏﺪﻏﻪﻫﺎیͺ دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ روشﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ ﺑﺮای ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل ﯾ ﺑﻮده اﺳﺖ. ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎنͷ داﻧﺸﻤﻨﺪان ﻓﻌﺎل در ﺣﻮزه آﯾﺮو دﯾﻨﺎﻣﯿͽ ﻫﻤﯿﺸﻫﺎی ﻣﯿﺪان ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎﯾﯽ ﺑﺮای ﺗﻐﯿﯿﺮ وﯾﮋﮔ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان راه ﺣﻠ ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﻠ ﺳﯿﺎل ﺑﺎ ﻫﺪف ﺑﻬﯿﻨﻪ ﮐﺮدن رﻓﺘﺎر ﻣﯿﺪان ﺟﺮﯾﺎن در ﺟﻬﺖ ﺧﻮاﺳﺘﻪﻫﺎی ﮐﺎرﺑﺮ،ﺮﻫﺎی ﮐﻨﺘﺮلͽ. در ﺳﺎلﻫﺎی اﺧﯿﺮ دو دﺳﺘﻪ ﻣﻬﻢ از ﻋﻤﻠ[١] ﺷﻮد ﺗﻌﺮﯾﻒ ﻣ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻣﺤﻘﻘﯿﻦ و ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﺑﺮ ﻣﯿﺪانﻫﺎی اﻟ ﻣﺒﺘﻨ ﺟﺮﯾﺎﻧﺮﻫﺎیͽﺮﻫﺎ، ﻋﻤﻠͽ اوﻟﯿﻦ دﺳﺘﻪ از اﯾﻦ ﻋﻤﻠ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪاﻧﺪ.ͷ ﻋﻠﻢ آﯾﺮودﯾﻨﺎﻣﯿͷ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ دﯾﻨﺎﻣﯿEHD ﻋﻠﻢ ﻫﺴﺘﻨﺪ.EHD ﯾﺎͷﺘﺮوﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿͺ اﻟﭘﺮدازدͺﺘﺮﯾͺ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﭘﻼﺳﻤﺎ، ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻣﯿﺪان اﻟͺﺘﺮﯾͺ ﺳﯿﺎﻻت رﺳﺎﻧﺎی اﻟMHD ﯾﺎ۶ ͷﻨﺘﻮﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿͽ ﺑﺮ ﻋﻠﻢ ﻣﺮﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨͽ. دﺳﺘﻪ دوم، ﻋﻤﻠ[٢] ͺﺘﺮﯾͺﻫﺎی ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل رﺳﺎﻧﺎی اﻟ وﯾﮋﮔ ﺑﻪ ﺑﺮرﺳMHD ﻋﻠﻢ ﻫﺴﺘﻨﺪ..[٣] ﭘﺮدازد و ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻫﻤﺰﻣﺎن ﻣﯿﺪانﻫﺎی اﻟ ﻧﻈﺮﯾﻪ ﺷﺎرهای اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎیͷMHD ﻧﻈﺮﯾﻪ، ﻓﺸﺎر، دﻣﺎ، ﻣﯿﺪان ﺳﺮﻋﺖ ﺷﺎره و ﻣﯿﺪانﺎﻟͽ ﻧﻈﯿﺮ ﭼͷﻮﭘﯿͺ ﻣﺎﮐﺮوﺳ٧ ﻧﺨﺴﺘﯿﻦ ﺑﺎر ﺗﻮﺳﻂ ﻫﺎﻧﺲ آﻟﻔﻦMHD ﺷﻮد. اﺻﻄﻼح آن ﺑﯿﺎن ﻣ ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴﺎر ﺑﺮده ﺷﺪ. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﮐﺎرﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ وی در ﻫﻤﯿﻦ زﻣﯿﻨﻪ اﻧﺠﺎم داد و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦͺ درﯾﺎﻓﺖ ﮐﺮد. روش١٩٧٠ را در ﺳﺎلͷ اﻣﻮاج آﻟﻔﻦ، ﺟﺎﯾﺰه ﻧﻮﺑﻞ ﻓﯿﺰﯾ ﻣﻌﺮﻓ دارد. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل از اﯾﻦ روش ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺟﺮﯾﺎن ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوﺗMHD [۶] ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل در ﺳﯿﺴﺘﻢﻫﺎی ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺗﺮاﺳﺖ ﯾﺎ ﺷﺘﺎﺑﺪﻫ[۵ ،۴] ͺﺘﺮﯾͺ اﻟMHD از ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﻣﻬﻢͺﺷﻮد. ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﮐﻪ اﺷﺎره ﺷﺪ، ﯾ اﺳﺘﻔﺎده ﻣ از ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺑﺮͺ اﺳﺘﻔﺎده از آن در ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎل اﺳﺖ. ﯾ و ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴͺﺘﺮﯾͺ ﺑﺮ ﻣﯿﺪانﻫﺎی اﻟ ﻣﺒﺘﻨﺮﻫﺎی ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎﻧͽ ﮐﺎراﯾﯽ ﻋﻤﻠ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﮔﺬار اﺳﺖ، ﻣﯿﺰان ﯾﻮﻧﯿﺰاﺳﯿﻮن ﺳﯿﺎل ﻋﺎﻣﻞ و ﮐﯿﻔﯿﺖ ﭘﻼﺳﻤﺎ اﺳﺖ. ﻟﺬا ﮐﻪ ﺟﺮﯾﺎن ﺳﯿﺎلﺮﻫﺎی ﮐﻨﺘﺮل ﺟﺮﯾﺎن در ﺷﺮاﯾﻄͽ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﻧﻮع ﻋﻤﻠ ﺣﺎوی ذرات ﭘﻼﺳﻤﺎی ﺑﯿﺸﺘﺮی اﺳﺖ، راﻧﺪﻣﺎن ﺑﺎﻻﺗﺮی دارد. در رژﯾﻢ ﺟﺮﯾﺎنﯿﻞ ﺷﻮک ﺑﻪ ﺟﻬﺖ ﺷﺮاﯾﻂ دﻣﺎﯾﯽͺ ﺗﺸ ﻣﺎﻓﻮق ﺻﻮت و ﻣﺎورایﺻﻮت در ﻧﻮاﺣﯾﺎﺑﺪ. از اﯾﻦ روﯿﻞ ﭘﻼﺳﻤﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣͺ ﭘﺸﺖ ﺷﻮک ﺳﻄﺢ ﯾﻮﻧﯿﺰاﺳﯿﻮن و ﺗﺸﺮﻫﺎ ﺑﺮ روی اﺟﺴﺎم ﭘﺮﻧﺪهͽ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت زﯾﺎدی ﺑﺎ ﻫﺪف اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﻧﻮع ﻋﻤﻠ ﺗﺤﻘﯿﻖ در ﻣﻮرد.[٨ ،٧] ﻣﺎﻓﻮقﺻﻮت و ﻣﺎورایﺻﻮت اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖﺷﻮد، در اﺑﺘﺪا ﺑﺮ روی ﮐﻪ در ﭘﺮوازﻫﺎی ﺑﺎ ﻣﺎخ ﺑﺎﻻ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣ ﭘﻼﺳﻤﺎی ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴ ﮐﭙﺴﻮلﻫﺎی ﻓﻀﺎﯾﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ.ﮐﭙﺴﻮلﻫﺎی ﻓﻀﺎﯾﯽ ﮐﻪ در ﺳﺮﻋﺖﻫﺎی ﻣﺎﻓﻮق1 Coulomb 2 Amper 3 Faraday 4 Maxwell 5 Hendrik Lorentz 6 magnetohydrodynamics 7 Hannes Alfven

Upload: others

Post on 17-Feb-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • بر مبتن رهای عمل وسیله به سیال جریان کنترلمغناطیس و تری ال میدان های

    * و ٣ طالقان شمس سید آرش سید عبداله پور٢، سهیال مطلق١، قنبری احمد

    هوافضا اه پژوهش ارشد، کارشناس دانشجوی ١

    هوافضا اه پژوهش مربی، ٢

    هوافضا اه پژوهش هوایی، فنون و علوم ده پژوهش استادیار، ٣

    [email protected] اتبات: م ∗مسئول

    انی م مهندس علم مجله

    ISSN: 1605-9719

    یجرو

    :تاله

    مقوع

    ،ن۶٢

    –۵٣

    تحا

    صف،١

    ٢٩ره

    ماش

    ،٢٨

    الس

    کلیدی واژگان ◀

    جریان کنترلنتوهیدرودینامی م

    لورنتس نیرویشوک کنترل

    مقاله تاریخچه ◀١٣٩٨٫٠٢٫٢٣ دریافت تاریخ١٣٩٨٫٠۵٫٢٨ پذیرش تاریخ

    یده چ ◀

    است. شده داده آن مختلف روش های دسته بندی نحوه و سیال جریان کنترل مفهوم از مختصری توضیح ابتدا مقاله این درآن ها رد عمل نحوه و معرف مغناطیس و تری ال میدان های بر مبتن جریان کنترل رهای عمل از مهم دسته دو ادامه درتحت صرفا هستند، مشهور تروهیدرودینامی ال رهای عمل به که اول دسته است. شده داده توضیح لورنتس نیروی توسطجریان هادی ترودهای ال توسط باال ولتاژ تری ال تخلیه از استفاده با رها عمل این م کنند. عمل تری ال میدان تأثیرشتاب تری ال میدان حضور در الیه این سپس و کرده یونیزه را ر عمل روی از گذرنده هوای از نازک الیه ، تری الهمزمان نیز مغناطیس میدان ، تری ال میدان بر عالوه هستند، نتوهیدرودینامی م رهای عمل که دوم دسته م گیرد.و برررس صوت مافوق جریان های در نتوهیدرودینامی م رهای عمل کارایی ادامه در م کنند. اعمال سیال جریان به

    است. شده بررس مرزی الیه رشد کنترل و جدایش کاهش شوک، زاویه اصالح بر آن تأثیرات

    مقدمه ١

    ١٨ قرن اواسط در ترومغناطیس ال نیروی کم تشریح برای تالش ها اولین

    کولن١، چون افرادی توسط زیادی کارهای بعد سال های ط در شد. انجام

    ١٨٩٢ در نهایتاً گرفت. صورت رابطه این در ماکسول۴ و فارادی٣ آمپر٢،

    وپی روس می مقیاس در را ماکسول معادالت توانست لورنتس۵ هنری

    کند. بیان مغناطیس و تری ال میدان شامل رابطه ای توسط

    دغدغه های از ی سیال جریان کنترل برای جدید روش های به دستیابی

    جریان کنترل است. بوده دینامی آیرو حوزه در فعال دانشمندان همیش

    جریان میدان ویژگ های تغییر برای حل هایی راه عنوان به کل طور به

    کاربر، خواسته های جهت در جریان میدان رفتار کردن بهینه هدف با سیال

    کنترل رهای عمل از مهم دسته دو اخیر سال های در .[١] م شود تعریف

    محققین توجه مورد مغناطیس و تری ال میدان های بر مبتن جریان

    رهای عمل رها، عمل این از دسته اولین گرفته اند. قرار آیرودینامی علم

    دینامی مطالعه به EHD علم هستند. EHD یا تروهیدرودینامی الم پردازد تری ال میدان تأثیر تحت پالسما، مانند تری ال رسانای سیاالت

    MHD یا ۶ نتوهیدرودینامی م علم بر مبتن رهای عمل دوم، دسته .[٢]تری ال رسانای سیال جریان ویژگ های بررس به MHD علم هستند.

    .[٣] م پردازد مغناطیس و تری ال میدان های همزمان تأثیر تحت

    پارامترهای حسب بر که است شاره ای نظریه ی MHD نظریهمیدان و شاره سرعت میدان دما، فشار، ، ال چ نظیر وپی ماکروسآلفن٧ هانس توسط بار نخستین MHD اصطالح م شود. بیان آن مغناطیسهمچنین و داد انجام زمینه همین در وی که کارهایی دلیل به شد. برده ار ب

    روش کرد. دریافت ١٩٧٠ سال در را فیزی نوبل جایزه آلفن، امواج معرف

    جریان تولید برای روش این از مثال عنوان به دارد. متفاوت کاربردهای MHD[۶] تراست تولید سیستم های در سیال جریان شتابده یا [۵ ،۴] تری ال

    MHD مهم کاربردهای از ی شد، اشاره که طور همان م شود. استفادهبر که پارامترهایی مهمترین از ی است. سیال جریان کنترل در آن از استفاده

    مغناطیس و تری ال میدان های بر مبتن جریان کنترل رهای عمل کارایی

    لذا است. پالسما کیفیت و عامل سیال یونیزاسیون میزان است، گذار تأثیر

    سیال جریان که شرایط در جریان کنترل رهای عمل نوع این از استفاده

    جریان رژیم در دارد. باالتری راندمان است، بیشتری پالسمای ذرات حاوی

    دمایی شرایط جهت به شوک یل تش نواح در ماورای صوت و صوت مافوق

    رو این از م یابد . افزایش پالسما یل تش و یونیزاسیون سطح شوک پشت

    پرنده اجسام روی بر رها عمل نوع این از استفاده هدف با زیادی تحقیقات

    مورد در تحقیق .[٨ ،٧] است شده انجام ماورای صوت و مافوق صوت

    روی بر ابتدا در م شود، تولید باال ماخ با پروازهای در که مغناطیس پالسمای

    مافوق سرعت های در که فضایی شد.کپسول های انجام فضایی کپسول های

    1Coulomb 2Amper 3Faraday 4Maxwell 5Hendrik Lorentz 6magnetohydrodynamics 7Hannes Alfven

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    ترومغناطیس ال سپر از الیه ای توسط م کنند، حرکت ماورای صوت و صوت

    شده ایجاد شوک از هوا گذر نتیجه ترومغناطیس ال سپر این م شوند. احاطه

    پشت در هوا شدن یونیزه و شدن گرم باعث که است کپسول بدنه روی بر

    MHD روش تأثیر اولیه آزمایش های انجام با ١٩۶٠ دهه در م شود. شوک.[٩] شد مشخص وضوح به شوک روی بر

    که است شده ارائه یونیزاسیون برای مختلف روش های اخیر سال های در

    هستند. متنوع تر دمایی شرایط در EHD و MHD روش از استفاده ساز زمینهمغناطیس امواج اعمال باال، ولتاژ تری ال تخلیه اعمال روش ها این جمله از

    وسیله به دینامی خواص تغییرات این ها بر عالوه هستند. لیزر و باال فرکانس

    در م شود. پالسما تولید تا گاز دمای افزایش به منجر ماکرویو تشعشعات

    MHD رهای عمل ،EHD و MHD جریان کنترل رهای عمل میان مقایسهاغلب در رها عمل از دسته این که چرا .[١٠] هستند توجه مورد بیشتر بسیار

    کوتاه معرف ضمن نیز مطالعه این در هستند. باالتری بازده دارای موارد

    سع لذا است. MHD رهای عمل معرف بر تمرکز ،EHD رهای عمل ازبررس مختلف شرایط در رها عمل از دسته این از استفاده نحوه است شده

    روش این راندمان افزایش بر مؤثر پارامترهای همچنین شود. ارائه نتایج و

    این مزیت های جمله از است. شده بیان مختلف شرایط در جریان کنترل

    است. کمتر عملیات محدودیت های و مناسب راندمان روش

    جریان کنترل ٢

    تغییر برای حل هایی راه عنوان به جریان کنترل شد گفته که طور همان

    م شود. تعریف میدان رفتار کردن بهینه هدف با جریان میدان ویژگ های

    تسریع یا انداختن تأخیر به شامل را جریان کنترل اهداف [١] گد‐ال‐هاک

    افزایش یا سرکوب و جدایش ایجاد یا جلوگیری آشفته، به آرام رژیم از گذار

    پسا، نیروی کاهش شامل جریان کنترل مهم مزایای جمله از م داند. آشفتگ

    سروصدا افزایش از جلوگیری همچنین و اختالط افزایش برا، نیروی افزایش

    است. آمده ١ ل ش در مزایا و اهداف این میان رابطه است.

    .[١] جریان کنترل مزایای و اهداف میان رابطه گراف :١ ل ش

    گد‐ که دارد وجود جریان کنترل روش های برای مختلف دسته بندی های

    است: گرفته نظر در صورت دو به را آنها ال‐هاک

    کنترل وقت شود. م اعمال آن از دور یا دیوار روی که روش هایی .١

    ل ش زبری، شامل سطح پارامترهای م شود اعمال دیوار روی جریان

    ش م ایجاد برای سطح تخلخل و دما دیوار، جابجایی تحدب، سطح،

    کردن وسرد گرم ذارد. ب تاثیر جریان پارامترهای روی م تواند دمش و

    وزیته ویس و دانسیته گرادیان های ایجاد طریق از م تواند نیز سطح

    باشد. گذار تاثیر جریان روی

    م شوند. اعمال (سطح) دیوار از دور که هستند روش هایی مقابل، در

    سطح بیرون از کوستی آ امواج طریق از برش الیه های کردن بمباران

    ازجمله ازدیواره اند، دور که وسایل بوسیله بزرگ ادی های ست ش و

    هستند. روش این در سودمند تکنی های

    تولیدکننده های مانند غیرفعال روش در غیرفعال. و فعال روش های .٢

    در که فعال روش نیست. انرژی مصرف به نیاز و... ریبلت ها ورتکس،

    جرم انرژی، آن، در که است روش م گیرد قرار غیرفعال روش مقابل

    جمله از م شود. مبادله سیال و محیط بین ر دی کم نیروی هر یا

    اشاره ... و متحرک سطوح ش، م و دمش به م توان روش ها این

    دلیل به فعال روش های غیرفعال، کنترل روش با مقایسه در کرد.

    ویژگ های و رفتار کنترل قابلیت مختلف، شرایط در تصحیح ان ام

    جریان کنترل کل به طور م کنند. فراهم بیشتری کارایی با را جریان

    مصرف نیازمند که م شود اطالق جریان کنترل از روش هایی به فعال

    برخ و شود خاموش و روشن م تواند ر عمل .[١١] هستند انرژی

    ی جریان فعال کنترل شوند. تنظیم م توانند عمل مشخصه های

    انی م ورای که است روزافزون توسعه حال در موضوع چند زمینه

    فیزی کاربردی، ریاض مثل زمینه هایی در را ران پژوهش سیاالت،

    پاسخ های که داشت نظر در باید است. نموده خود جذب کنترل و

    م باشند، روش ها این نتیجه که پدیده های از ی هر به سیال جریان

    از استفاده در که مهم بسیار مورد است. متفاوت مختلف، شرایط در

    ر دی ی روی پدیده ها از هری تأثیر داشت، نظر در باید روش ها این

    کنترل ر های عمل است. شده مشخص تأثیرات این ٢ ل ش در است.

    م کنند، عمل مغناطیس و تری ال میدان های بر مبتن که جریان

    با رها عمل این م شوند. بندی تقسیم دیواره نزدی روش های جزو

    پالسما به تبدیل را آن ر عمل روی از گذرنده سیال جریان یونیزاسیون

    کنترل اهداف ، مغناطیس و تری ال میدان های اعمال با سپس و کرده

    م سازند. برآورده را جریان

    کنترل رهای عمل کارکرد، بر حاکم اصول ٣

    مغناطیس و تری ال جریان

    (معادله تری ال بار بقای اصل همراه به ماکسول معادله چهار

    را ترومغناطیس ال نظریه اساس لورنتس، نیروی معادله و ( پیوستگ

    پیش بین و توضیح برای م توان معادالت این از م دهند. یل تش

    .[١٢] کرد استفاده ترومغناطیس ال وپی ماکروس پدیده های تمام

    ۵۴

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    .[١] ر دی ی روی بر سیال جریان فیزی پدیده های از ی هر تأثیر :٢ ل ش

    میدان های بر مبتن جریان کنترل ر های عمل شد اشاره که همانطور

    اولین نیرو این م کنند. عمل لورنتس نیروی بر تکیه با مغناطیس و تری ال

    داشت اظهار وی شد. داده شرح لورنتس هنری هلندی دانشمند توسط بار

    F = Fe + Fm برابر q متحرک بار بر وارد کل ترومغناطیس ال نیروی که

    میدان در q کوچ آزمون بار هرگاه که م کند بیان Fe معادله این در است.

    آن به است، q ان م از تابع که Fe تری ال نیروی گیرد، قرار E تری ال

    داریم: م شود، وارد

    F⃗e = qE⃗ . (١)

    q متحرک بار بر وارد مغناطیس نیروی کننده بیان Fm لورنتس، معادله در

    مغناطیس میدان بزرگ و u ذره سرعت ،q بزرگ با نیرو این اندازه است.

    داریم: Fm برای لذا دارد. مستقیم رابطه B

    F⃗m = qu⃗× B⃗ . (٢)

    تعریف زیر صورت به q متحرک بار بر وارد لورنتس نیروی کل رو این از

    م شود:

    F⃗ = q(E⃗ + u⃗× B⃗) . (٣)

    عمل تری ال میدان بر مبتن EHD رهای عمل شد، اشاره که طور همانم کنند. Feپیروی یعن لورنتس معادله اول بخش از رها عمل این لذا م کنند.

    مغناطیس و تری ال میدان همزمان اعمال بر تکیه با MHD رهای عملبخش دو هر از MHD روش رد عمل نحوه توصیف برای لذا م کنند. عمل

    م شود. استفاده لورنتس معادله

    (EHD (روش تری ال میدان بر مبتن رهای عمل ٣. ١

    هستند جریان کنترل زمینه در فعال روش های از ی EHD رهای عملم گیرند. قرار استفاده مورد جریان جدایش انداختن تعویق به هدف با که

    م توان م شوند. شناخته پالسمایی محرک های نام به عموما رها عمل این

    با پالسما، وسیله به فعال جریان کنترل تکنی های از دسته اولین گفت

    گرفت. قرار استفاده و بررس مورد (EHD) تروهیدرودینامی ال روشتوسط باال ولتاژ تری ال تخلیه از استفاده با پالسمایی محرک های این

    محرک روی از گذرنده هوای از نازک الیه ، تری ال جریان هادی ترودهای ال

    م گیرد. شتاب تری ال میدان حضور در الیه این سپس م کنند. یونیزه را

    الیه ماخ شتاب، افزایش با م توانند پالسمایی محرک های تئوری لحاظ از

    جدایش کنترل زمینه در که مطالعات بیشترین .[٧] دهند افزایش ١ تا را مرزی

    بر تمرکز با شده، انجام پالسمایی محرک های وسیله به ایرفویل ها در جریان

    محرک های نوع متداول ترین است. بوده حمله لبه در محرک قرارگیری روی

    یل تش جداگانه ترود ال دو از که هستند (٣ ل (ش SDBD نوع از پالسماییترود ال و دارد قرار تری دی ال مواد از حفاظ در پایین ترود ال است. شده

    تری ال تخلیه با محرک این م گیرد. قرار سیال جریان با تماس در باالیی

    انداختن تاخیر به موجب ایرفویل سطح جهت در مرزی الیه دادن شتاب و

    .[١٣] م شوند ایرفویل کارایی افزایش کل در و جریان جدایش

    .[١٣] حمله لبه در EHD محرک به مجهز ایرفویل :٣ ل ش

    حال در پالسمایی محرک های از مؤثرتر استفاد انگیزه با ری دی مطالعات

    کنترل زمینه در انقالبی تکنولوژی ی عنوان به که روش این در است. انجام

    نشده استفاده متحرک کنترل سطوح گونه هیچ از م شود، محسوب جریان

    محرک های وسیله به شده بهینه ایرفویل هایی از استفاده با جریان کنترل و است

    لبه در ، برآمدگ دارای ایرفویل این در .(۴ ل (ش م گیرد صورت پالسمایی

    از قبل و م شود جریان جدایش باعث که دارد وجود شیبداری سطح فرار

    به محرک ها این رد عمل شده اند. ذاری جای پالسمایی محرک های نیز آن

    در نیاز مورد پسای یا و برآ نیروی جریان، جدایش کنترل با که است گونه ای

    بر ابتدا ایرفویل ها از نوع این روی بر مطالعه م شود. تامین پروازی مرحله هر

    .[١۴] است پذیرفته صورت پهپادها روی

    مشخص (MHD همین طور (و EHD روش ماهیت از که طور هماندر است. عامل سیال بودن رسانا روش این بردن ار ب در مهم نکته است،

    در و م شود القا محل پالسمای تولید روش به رسانایی خاصیت هوا سیال

    دارد. رسانایی خاصیت سیال خود اسیدی آب و دریا آب مانند ر دی موارد

    رد عمل نحوه و کارایی واقع در پالسمایی محرک های اصل مزیت

    شده نهاده بنا سیال جریان تری ال پارامترهای کنترل برپایه که آنهاست،

    ۵۵

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    دریافت با تا م سازد قادر را ما ویژگ این هوافضایی مسائل در است.

    مختلف اختالالت توسعه کنترل در بهینه طور به روش این از بازخوردها،

    کنیم. استفاده ، ایرودینامی جسم ی سطح نزدی جریان در گازی دینامی

    .[١۴] EHD محرک به مجهز ایرفویل :۴ ل ش

    و تری ال میدان همزمان اعمال بر مبتن رهای عمل ٣. ٢(MHD (روش مغناطیس

    م گیرد صورت EHD روش مشابه انیزم م با یونیزاسیون MHD روش دربه همزمان نیز مغناطیس میدان ، تری ال میدان بر عالوه که تفاوت این با

    نیروی القای باعث میدان دو این همزمان اعمال م شود. اعمال سیال جریان

    از نمونه ی ۵ ل ش ‐شود. م شده یونیزه سیال جریان بر لورنتس حجم

    مغناطیس و تری ال میدان های آن در که م دهد نشان را MHD محرکم کنند. محیا سیال جریان بر لورنتس نیروی اعمال برای را شرایط هم کنار

    .[١۵] MHD محرک ی ساختار :۵ ل ش

    در آرام مرزی الیه ضخامت گسترش کنترل هدف با اولیه آزمایش های

    تحقیقات شد. انجام آشفته جریان رژیم به گذار انداختن تاخیر به جهت

    یافت. ادامه آشفته جریان های در روش این از استفاده گسترش هدف با

    کاهش باعث آشفته مرزی الیه در روش این از استفاده که داد نشان آزمایش ها

    آزمایش های مطالعات، دامنه گسترش هدف با م شود. سطح روی برش تنش

    این کارگیری به با مثال عنوان به شد. طراح گوناگون شرایط در مختلف

    ، ترومغناطیس ال نیروی نوسان اعمال متفاوت، رینولدز شرایط در روش

    جریان( جهت بر عمود یا و جریان جهت در سیال(نیرو جریان جهت تعویض

    قرار مطالعه و بررس مورد جریان کنترل در مؤثر پارامترهای تغییر نحوه و...

    جریان کنترل روش این باالی پتانسیل از حاصل نتایج کل طور به گرفت.

    فشار ضریب کاهش و سیال مومنتوم افزایش ، کل پسا کاهش برآ، افزایش در

    از اگر که شد مشخص مطالعات این جریان در دارد. سیال جریان در مثبت

    نوسانات ، آشفتگ شدت شود، استفاده قوی کاف اندازه به مغناطیس میدان

    همان .[١۵] کند میل صفر به سرعت به م تواند رینولدز تنش های و سرعت

    محدود را آیرودینامی دستگاه های کارایی جریان جدایش شد، اشاره که طور

    نیروهای اثر بر که م افتد اتفاق زمان جدایش پرانتل تئوری طبق م کند.

    اران هم و وریر تام مطالعات شود. کاسته سیال جنبش انرژی اک اصط

    به لورنتس نیروی اعمال با م توان که داد نشان تخت صفحه روی بر [١۶]

    جبران را شده کاسته اک اصط سبب به که سیال جنبش انرژی مرزی الیه

    جدایش بر نیرو این تأثیر نحوه شد. جریان جدایش از مانع ترتیب بدین و کرد

    است. مشخص وضوح به ۶ ل ش در تخت صفحه روی جریان

    (الف)

    (ب)

    میدان حضور در (الف) [١٧] جریان خطوط بر MHD محرک تأثیر :۶ ل شمغناطیس میدان غیاب در (ب) ، مغناطیس

    نشان نتایج یافت. ادامه روش این از بهینه استفاده هدف با مطالعات

    نوسان صورت به ترومغناطیس ال نیروهای کارگیری به مواردی در که داد

    گربث و شاتارو اولیه ی عددی شبیه سازی های نتایج باشد. بهینه تر م تواند

    ٣٠٪ از بیش کاهش شاهد روش این از بهینه استفاده صورت در که داد نشان

    .[١٧] بود خواهیم پوسته ای پسای

    نوسان وهای ال تأثیر بررس هدف با مختلف عددی مطالعات ادامه، در

    انجام شبیه سازی های در .[١٨] شد انجام ترومغناطیس ال نیروهای متفاوت

    نیروی صفحه، ی حمله لبه در ترومغناطیس ال محرک دادن قرار با شده،

    و سینوس وهای ال با نوسان ل ش به تری ال جریان از استفاده با لورنتس

    حالت های در سیال جریان ویژگ و شد اعمال رسانا سیال جریان به مربع

    شد. بررس مختلف

    ۵۶

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    .[١٧] باد تونل در MHD محرک به مجهز صفحه تخت شماتی :٧ ل ش

    و ساختار بر توجه قابل تأثیر نوسانات، ل ش که داد نشان نتایج

    محدوده در برآ حداکثر بنابراین دارد. صفحه پشت سیال جریان ویژگ های

    کارهای شد. استخراج ورودی مومنتوم حداکثر با متناسب پارامترها از خاص

    شبیه سازی آشفته جریان در مدل هایی سپس یافت ادامه پایین رینولدز در عددی

    شد.

    روی بر MHD روش عددی شبیه سازی های و تجربی آزمایش هایل ش پذیرفت. صورت نیز آشفته و گذار حالت ویژگ شامل جریان هایی

    MHD محرک به مجهز و معلوم حمله زاویه با تخت صفحه ی شماتی ٧شبیه سازی نتایج ٨ ل ش در م دهد. نشان را مشخص ابعاد با باد تونل ی در

    عددی شبیه سازی روش با مربع و سینوس فرم به نوسانات برای شده انجام

    شده آورده تخت، صفحه این برای ،١٠٠٠٠ رینولدز عدد در (DNS) مستقیم.[١٧] است

    .[١٩] ایرفویل پشت جریان بر مربع و سینوس تحری های تأثیر :٨ ل ش

    در که م شود مشاهده MHD محرک به مجهز ایرفویل ٩ ل ش درچینش نحوه خاطر به واقع در و بوده القا خود مغناطیس میدان محرک این

    نیروی اعمال برای شرایط و شده ایجاد ترومغناطیس ال میدان ترودها ال

    لورنتس نیروی تأثیر مطالعه هدف با تحقیقات این م شود. محیا لورنتس

    طراح رسانا، عامل سیال عنوان به اسیدی سیال ارگیری ب با برآ افزایش بر

    با که است آن از حاک نتایج است. گرفته قرار آزمایش و بررس مورد و

    توجه قابل میزان به م توان ایرفویل، باالیی سطح در لورنتس نیروی اعمال

    افزایش از جلوگیری روش، این انیزم م کرد. جلوگیری جریان جدایش از

    و جریان جدایش انداختن تاخیر به منجربه، که است مرزی الیه ضخامت

    برآ ضریب افزایش باعث نهایت در و معکوس فشار گرادیان ایجاد از ممانعت

    MHD روش تأثیر میزان البته م شود. ایرفویل کارایی افزایش کل طور به ومیدان خصوصیات همچون آزمایش متغیر پارامترهای به کارایی افزایش بر

    سرعت، مانند سیال جریان خصوصیات و ولتاژ جریان، جمله از تری ال

    .[٢١ ،٢٠] دارد بستگ عامل سیال رسانایی و ال چ

    .[٢٠] ایرفویل روی بر ترودها ال چینش نحوه :٩ ل ش

    آن مورد در سیاالت انی م علم در خاص بطور که مواردی از ی

    ط در است. استوانه مانند ل ش منحن اجسام حول جریان م شود، مطالعه

    در جریان کنترل هدف با متعددی عددی و تجربی مطالعات گذشته سال صد

    ایرودینامی نیروهای بر گذاری تأثیر هدف با ل ش منحن اجسام اطراف

    است. گرفته صورت جریان جدایش انداجتن تاخیر به و پسا و برآ مانند

    داده ارائه مناسبی نتایج نیز خاص مورد این در MHD جریان کنترل روشبا سیلندر اطراف جریان که است تحقیقات به مربوط ١٠ ل ش است.

    حالت در لورنتس، ترومغناطیس ال نیروی تأثیر تحت پایین رینولدز اعداد

    و تری ال میدان همزمان کارگیری به با است. شده شبیه سازی بعدی دو

    م شود. وارد سیلندر سطح به لورنتس نیروی ترودها، ال توسط مغناطیس

    صورت به دیوار از گرفتن فاصله با عامل سیال به اعمال لورنتس نیروی

    وارد مرزی الیه به نیرو میزان بیشترین ر دی عبارت به م یابد. کاهش نمایی

    پروفیل اندازه از بیش رشد از جلوگیری با لورنتس حجم نیروی م شود.

    ۵٧

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    به جریان جدایی بنابراین شده سیلندر روی جریان پایدارسازی باعث سرعت

    ، طرف از م یابد. کاهش توجه قابل طور به فشاری پسای و افتاده تعویق

    پسای جریان، جدایش از ممانعت و دیوار نزدی در سیال شتاب افزایش با

    به منجر انیزم م این شرایط چه در که این لذا م یابد. افزایش اک اصط

    لورنتس نیروی پروفیل ل ش و موقعیت شدت، به م شود، کل پسا کاهش

    و ترودها ال هندس پارامترهای تغییر توسط مهم این است. وابسته اعمال

    و قبل ناحیه بر منطبق کنترل، اعمال مطلوب ان م م گیرد. صورت آهنرباها،

    و رینولدز عدد به وابسته کل پسای کاهش لذا است. جریان جدایش از بعد

    .[٢٢] است استوانه هندس پارامترهای

    .[٢٢] استوانه روی بر MHD محرک :١٠ ل ش

    خاص پیچیدگ های MHD روش فن لحاظ از که داشت توجه باید اماعلت به است ن مم آمده، گزارش ها از بعض در که آنچنان و دارد را خود

    فن لحاظ از و ضعیف نامطلوب، آمده بدست نتایج ، اعمال خاص شرایط

    بود پایین روش این ل مش عمده ترین اما باشد. بی ارزش روش این از استفاده

    عامل سیال رسانایی بودن پایین نیز اصل دلیل و است آن انرژتی کارایی

    همچنان جریان کنترل در روش این از استفاده که است دلیل همین به است.

    حال در صنعت مرحله به کامل ورود برای و بوده جذاب تحقیقات مرحله در

    از ی MHD روش به جریان کنترل کارایی بحث در اما است. تکاملکننده مشخص واقع در پارامتر این Nاست. واکنش پارامتر مهم، پارامترهای

    میدان ، تری ال میدان بزرگ از حاصل ترومغناطیس ال نیروی بین رابطه

    میدان بزرگ با پارامتر این است. سیال جریان اینرس نیروی و مغناطیس

    نحوه ١١ ل ش در دارد. مستقیم رابطه مغناطیس میدان اندازه و تری ال

    متفاوت، N واکنش پارامتر ازای به استوانه حول سیال جریان خطوط تغییر

    پارامتر با متناسب MHD میدان که م دهد نشان نتایج این م شود. مشاهدهداشته استوانه حول جریان خطوط ل ش بر بسزایی تأثیر م تواند M واکنش

    طور به استوانه پشت گردابه های ،١ از بزرگ تر N ازای به که طوری به باشد

    خطوط و شده کوچ تر جدایش ناحیه N افزایش با م شود. حذف کامل

    .[٢٢] م شود نزدی تر استوانه سطح به جریان

    استفاده با استوانه حول جریان کنترل زمینه در که ری دی تحقیقات ط

    چرخش تری ال قوس وسیله به جریان کنترل شد، انجام MHD روش ازچرخش .(١٢ ل (ش گرفت انجام MHD محرک به مجهز استوانه حول

    در شعاع مغناطیس میدان ی در لورنتس نیروی توسط که تری ال قوس

    دیواره نزدی در سیال جریان جذب به منجر م پذیرد، انجام استوانه طول

    جریان متقارن تفکی به منجر چرخش گرمای منبع این حضور م شود.

    .[٢٣] شد خواهد گردش و صفر غیر برآی نیروی ظهور و خارج

    .[٢٢] MHD محرک به مجهز استوانه حول جریان :١١ ل ش

    .[٢٣] تری ال قوس همراه به MHD محرک به مجهز استوانه :١٢ ل ش

    زمینه این در مختلف پارامترهای تغییر با متعددی تحقیقات کارهای

    و MHD مطالعه هدف با ری دی عددی شبیه سازی است. شده انجامهمچون جریان پارامترهای بر سیال رسانایی و مغناطیس میدان متقابل تأثیر

    اسیدی آب پالسما، مانند متفاوت عامل سیال گرفتن نظر در با فشار و سرعت

    .[٢۴] است شده ارایه ترولیت، ال یا نم آب و

    MHD روش به شوک کنترل ٣. ٢. ١

    روی بر لورنتس نیروی تأثیر اولیه، آزمایش های انجام با ١٩۶٧ سال در

    مشخص وضوح به کمان و مایل شوک های حذف همچنین و قایم شوک های

    موج پسای حذف زمینه در پیشنهادهایی بار اولین برای ترتیب بدین شد.

    مافوق جریان رژیم در پرنده اجسام بدنه روی بر جریان کنترل همچنین و

    رسانای (که اسیدی خاصیت با آب آزمایش ها این در شد. مطرح صوت

    مدل ی ١٣ ل ش طبق و آمده در جریان به کانال در است) تری ال جریان

    درجه ١٨٠ زاویه با ترد ال دو آن طرف دو که عایق مواد جنس از استوانه ای

    گرفت. قرار جریان میان در بودند، گرفته قرار هم به نسبت میانه) (از

    سیال برروی لورنتس نیروی اثرات [٩] پتیت٨ آزمایش های اول مرحله در

    جریان اتصال با است مشخص ١۴ ل ش در که همانطور شد. بررس ساکن

    از ایت ح بیشتر، بررس های شد. ایجاد مدل جلوی در قوی ش م تری ال

    است. (عقبی) آشفتگ گونه هیچ بدون و آرام ایجادشده جریان که داشت این8Petit

    ۵٨

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    قابل آندی اکسیداسیون اثر در گازی پارازیت ی ل ش راست سمت در البته

    است. مشاهده

    .[٩] صوت مافوق جریان در MHD محرک به مجهز استوانه :١٣ ل ش

    .[٩] MHD محرک به مجهز استوانه توسط جریان ش م :١۴ ل ش

    سرعت با سیال بار این که شد انجام مشابه آزمایش بعدی مرحله در

    شبیه را ماخ ١٫۴ م توانست که داشت جریان استوانه سطح روی بر ٨ cm/s

    در لورنتس نیروی و MHD روش تأثیر تری ال جریان اعمال با کند. سازیدر آزمایش ها این تکرار شد. مشخص وضوح به عقبی آشفتگ های کاهش

    و کمان شوک ضربه ای، امواج رفتن بین از باعث صوت مافوق سرعت های

    شد. سیلندر جلوی در ون س نقطه خواص با ناحیه ای ایجاد همچنین

    آشفتگ بردن بین از طریق از MHD روش در لورنتس نیروهای تأثیرتواند م ر دی سوی از ضربه ای موج بردن بین از همچنین و سو ی از دنباله

    بر ای ضربه موج یل تش محل به مربوط حرارت اثرات محسوس کاهش به

    .[٩] شود منجر جسم روی

    این از پشتیبان معادالت استخراج برای تالش هایی ١٩٧٠ سال از

    عامل چه که شود داده تشخیص بود الزم ابتدا در گرفت. انجام آزمایش ها

    طبق م بایست سپس م شود. سیال جریان در ضربه ای امواج یل تش باعث

    سیاالت سیستم با که خصوصیات ماکسول معادالت و استوکس ناویر قوانین

    است شدیدی تغییرات شوک، مورد در مهم مسئله شود. مشخص است، همراه

    افزایش به م توان تغییرات این جمله از م شود. ایجاد شوک از گذر در که

    بعض در کرد. اشاره ون س فشار کاهش فشار، افزایش ماخ، کاهش دما،

    استفاده با شوک قدرت کاهش در سع و بوده نامطلوب تغییرات این موارد

    م شود. MHD روش جمله از مختلف جریان کنترل روش های ازکنترل تجربی بررس به آزمایش هایی ط [٢۵] اران هم و چنگ بینگ٩

    دمای در صوت مافوق جریان در رمپ امتداد در MHD تکنی با شوک موجخصوصیات تغییر با MHD روش که داد نشان آزمایش ها این پرداختند. پاییناین در کند. تضعیف را شوک موج م تواند رمپ حول مرزی الیه جریان

    DC جریان باالی ولتاژ تری ال تخلیه توسط پالسما ستون های آزمایش ها،در نیز مایل شوک شدند. ایجاد ثابت آهنربای وسیله به مغناطیس میدان و

    .(١۵ ل (ش م شود یل تش رمپ روی از مافوق صوت جریان گذر

    رمپ اطراف شوک روی بر MHD روش به جریان کنترل تجربی آزمایش :١۵ ل ش.[٢۵]

    وسیله به که لورنتس حجم نیروی تأثیر تحت یونیزه شده هوای جریان

    این گرفت. قرار م آید، وجود به مغناطیس میدان و پالسما میان اندرکنش

    جهت خالف در یا جریان به دادن شتاب هدف با پالسما جریان جهت در نیرو

    است آن از حاک نتایج شد. اعمال جریان به شتاب کاهش هدف با جریان

    جریان جهت در نیرو که حالت برای آزمایش این در MHD روش کارایی کهنشان صوت مافوق باد تونل آزمایش نتایج همچنین است. مناسب تر است،

    رمپ اطراف جریان ویژگ های م تواند MHD روش به جریان کنترل که دادشد مشخص آزمایش ها، این در دهد. قرار تأثیر تحت توجه قابل طور به را

    و شده منتقل جریان دست باال به شوک لورنتس، حجم نیروی اعمال با که

    .(١۶ ل (ش م یابد کاهش افق سطح با شوک زاویه

    (الف)

    (ب)

    شیبدار سطح روی شده ایجاد مایل شوک بر MHD محرک تأثیر نحوه :١۶ ل ششوک زاویه (ب) ،MHD جریان کنترل غیاب در مایل شوک زاویه (الف) .[٢۵]

    .MHD جریان کنترل حضور در مایل9Changbing 10Lapushkina 11Erofeev

    ۵٩

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    بر تری ال تخلیه از استفاده با [٣] اروفو١١ و ینا١٠ الپوش مطالعات در

    ایجاد پالسما استوانه ای، نیمه جسم سطح به نزدی و دماغه در جریان روی

    مطالعه مورد کمان شوک روی بر آن تأثیرات ، مغناطیس میدان اعمال با و شد

    MHD روش به جریان کنترل برای مطالعات این در .(١٧ ل (ش گرفت قرارپارامتر این بزرگ تغییر با که شده مشخص و شد معرف ST واکنش پارامتربه است ن مم کمان شوک لورنتس، نیروی اعمال جهت تغییر همچنین و

    روش با MHD روش نتایج مطالعات این در شود. دور آن از یا نزدی دماغهتأثیر MHD روش که بود آن از حاک نتایج گرفت. قرار مقایسه مورد EHD

    .(١٨ ل (ش دارد آن اثرات کاهش و کمان شوک کردن دور در بیشتری

    .[٣] نیم استوانه ای جسم روی بر MHD محرک ذاری جای :١٧ ل ش

    (الف)

    (ب)

    [٣] استوانه ای نیم جسم روی شوک ساختار روی بر MHD محرک تأثیر :١٨ ل ششوک ساختار (ب) ؛ مغناطیس و تری ال میدان حضور در شوک ساختار (الف)

    مغناطیس و تری ال میدان درغیاب

    جریان رژیم در خصوص به MHD جریان کنترل روش اخیر سال های درو کرده پیدا زیادی جذابیت محققان برای ماورای صوت و صوت مافوق

    مهم ترین است. گرفته انجام گسترده ای بسیار تجربی و عددی مطالعات

    جریان های از گسترده ای بازه برای حل های ارائه عددی، شبیه سازی های چالش

    نتایج و یرد ب نظر در نیز را شوک مسائل هم زمان طور به بتواند که است آشفته

    نظر در با نیز تجربی کارهای زمینه در .[٢۶] دهد ارائه باال وضوح و دقت با

    تحقیقات محرک ها ظاهری ل ش در ابتکار همچنین و مختلف شرایط گرفتن

    ساختاری با ل، ش استوانه ای محرک ١٩ ل ش است. گرفته انجام فراوان

    و محرک ها چینش نحوه محرک این تمایز وجه م دهد. نشان را متفاوت

    از مغناطیس میدان مطالعات این در است. محرک بدنه خود بودن رسانا

    اعمال نوسان صورت به محرک، میان از گذرنده تری ال جریان به خارج

    جریان، مسیر به نسبت مغناطیس میدان اعمال زاویه و جهت تغییر با و شده

    آن از حاک نتایج نیز آزمایش ها این در است. گرفته قرار بررس مورد نتایج

    شده ایجاد کمان شوک ساختار بر توجه قابل تأثیر MHD روش که استاستوانه از کمان شوک روش، این اعمال با که طوری به دارد. استوانه حول

    م شود تضعیف شوک موج نتیجه در و شده بزرگ تر نیز آن زاویه و شده دور

    .(٢٠ ل (ش

    .[٢۶] استوانه ای MHD محرک :١٩ ل ش

    (الف)

    (ب)

    مغناطیس میدان (الف) [٢٧] متفاوت جهت در میدان اعمال ازای به نتایج :٢٠ ل ششده وارد محرک به باال از مغناطیس میدان (ب) شده وارد محرک به بغل از

    از ی SIFS یا شوک موج انعکاس و برخورد از ناش جریان جدایشبرخ در پدیده این م شود. پرداخته آن به خاص طور به که است مسائل

    موتورهای در مثال عنوان به م شود. نامطلوب اتفاقات وقوع به منجر موارد

    باعث متوال انعکاس موج های یل تش رمجت، اس یا رمجت تکنولوژی با

    جریان در اخالل و حجم کاهش به منجر م توانند که شده، متعدد جدایش های

    رفتن دست از حت یا و کاهش آن نتیجه که موتور شوند؛ به ورودی هوای

    شروع نقطه میان گفت م توان کل طور به است. موتور پیشران نیروی

    منطق رابطه ای احتراق محفظه کاری فشار و مومنتوم ضخامت جدایش،

    دارد. وجود

    ۶٠

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    .[٢٨] متفاوت (Ha) هارتمن اعداد ازی به جریان خطوط :٢١ ل ش

    موتورهای در جدایش شروع نقطه و مومنتوم ضخامت کنترل با لذا

    آن معنای به این داد. افزایش را موتور کاری فشار حداکثر م توان رمجت اس

    پیشران نیروی نتیجه در و تزریق موتور به بیشتری سوخت م توان که است

    انجام با [٢٨] اران هم و باالسوبرمن .[٢٩] کرد دریافت آن از بیشتری

    بررس را انعکاس شوک موج جدایش بر MHD میدان تأثیر عددی مطالعاتبر بسزایی تأثیر م تواند MHD میدان که شد مشخص مطالعه این در کردند.جدایش حباب هارتمن، عدد افزایش با که طوری به باشد داشته جریان خطوط

    ل (ش م شوند نزدی تر دیواره به جریان خطوط و شده کوچ تر رفته رفته

    .(٢١

    نتیجه گیری ۴

    کنترل زمینه در مطالعات شروع از که است قرن نیم از بیش که آن وجود با

    روش ها این همچنان اما م گذرد مغناطیس و تری ال روش های به جریان

    بیشتر تحقیقات انجام جهت باالیی پتانسیل و داشته فراوان ناشناخته های

    کنترل زمینه در روش این مختلف کاربردهای شده سع مقاله این در دارند.

    گفته روش این رد عمل انیزم م مورد در نیز توضیحات و شود معرف جریان

    است. شده

    دو دارد. وجود جریان کنترل روش های برای مختلف بندی های دسته

    روش های و دیوار نزدی یا دیواره از دور روش های براساس متداول دسته بندی

    ، مغناطیس و تری ال میدان های بر مبتن روش های است. غیرفعال یا فعال

    م شود. محسوب دیواره نزدی و فعال روش های جزو

    و تری ال میدان های بر مبتن جریان کنترل رهای عمل مطالعه این در

    رهای عمل شده اند. تقسیم بندی MHD و EHD کل دسته دو به مغناطیسخصوصیات از MHD رهای عمل و تری ال میدان خصوصیات از EHD

    اصل انیزم م م کنند. استفاده همزمان طور به مغناطیس و تری ال میدان

    سطح روی هوای از نازک الیه که است گونه بدین رها عمل این رد عمل

    شتاب الیه این لورنتس نیروی اعمال با و کرده پالسما به تبدیل را جسم

    سیال، جنبش انرژی جبران با اعمال لورنتس نیروی واقع در م شود. داده

    و انداخته تاخیر به را جریان جدایش یافته، کاهش اک اصط دلیل به که

    بهینه استفاده نتایج م دهند. افزایش را آیرودینامی دستگاه های کارایی

    از نشان ایرفول برروی مغناطیس و تری ال جریان کنترل رهای عمل از

    ایرفویل راندمان افزایش نتیجه در و کل پسای کاهش برآ، ضریب افزایش

    پدیده یل تش علت به ماورای صوت و مافوق صوت جریان های در دارند.

    رسانایی و افتاده اتفاق بیشتری یونیزاسیون شوک پشت باالی دمای و شوک

    جریان کنترل رهای عمل از استفاده رو این از م یابد. افزایش سیال جریان

    شده باعث امر همین دارد. باالتری راندمان باال ماخ با جریان های در MHDجریان رژیم در گسترده ای عددی و تجربی مطالعات اخیر سال های در که

    توجه قابل تأثیر نیز مطالعات نتایج شود. انجام ماورای صوت و صوت مافوق

    شوک پدیده ناخواسته اثرات بهبود و شوک موج زاویه اصالح بر روش این

    م دهد. نشان را انعکاس شوک موج از ناش جدایش کاهش مانند

    مراجع[1] Gad-el Hak, Mohamed. Flow control: passive, active, and

    reactive flow management. Cambridge university press,2006.

    [2] Sosa, Roberto, Moreau, Eric, Touchard, Gérard, and Ar-tana, Guillermo. Stall control at high angle of attack withperiodically excited ehd actuators. in 35th AIAA Plasma-dynamics and Lasers Conference, p. 2738, 2004.

    [3] Lapushkina, TA and Erofeev, AV. Supersonic flow con-trol via plasma, electric and magnetic impacts. AerospaceScience and Technology, 69:313–320, 2017.

    و هندسه اثر عددی شبیه سازی مداحیان. و ، قنبرعل شیخ، زاده، ، پورجعفرقل [۴]

    ۶١

  • ۶٢ –۵٣ صفحات ،١٢٩ شماره ،٢٨ سال ، انی م ارانمهندس هم و مطلق قنبری احمد

    مهندس دی. اچ. ام. بعدی دو کانال در صوت مافوق جریان بر مرزی شرایط.١٣٩۶ ،(١٧(٨ مدرس، انی م

    [5] Afonin, Anton G, Butov, Vladimir G, Sinyaev, Sergey V,Solonenko, Viktor A, Shvetsov, Gennady A, and Stanke-vich, Sergey V. Rail electromagnetic launchers powered bypulsed MHD generators. IEEE Transactions on PlasmaScience, 45(7):1208–1212, 2017.

    [6] Sasaki, Yusuke, Takeshita, Shinji, Sasaki, Toru, Kikuchi,Takashi, Aso, Tsukasa, Harada, Makoto, and Harada, Nob.Numerical analysis of acceleration obtained from pulsed-linear-MHD accelerator using model rocket engine. Plasmaand Fusion Research, 9:1206001–1206001, 2014.

    [7] Balasubramanian, R, Anandhanarayanan, K, Krishna-murthy, R, and Chakraborty, Debasis. Magnetohydrody-namic flow control of a hypersonic cruise vehicle based onAJAX concept. Journal of Spacecraft and Rockets, pp.759–762, 2016.

    [8] Reddy, Dhanireddy R and Blankson, Isaiah. Emergingair-breathing propulsion technologies. Encyclopedia ofAerospace Engineering, 2010.

    [9] Petit, Jean-Pierre, Geffray, Julien, and David, Fabrice.MHD hypersonic flow control for aerospace applications.in 16th AIAA/DLR/DGLR International Space Planes andHypersonic Systems and Technologies Conference, p. 7348,2009.

    [10] Roth, J Reece and Dai, Xin. Optimization of the aerody-namic plasma actuator as an electrohydrodynamic (EHD)electrical device. in 44th AIAA Aerospace Sciences Meetingand Exhibit, p. 1203, 2006.

    [11] Joslin, Ronald D and Miller, Daniel N. Fundamentals andapplications of modern flow control. American Institute ofAeronautics and Astronautics, 2009.

    [12] Cheng, David Keun et al. Field and wave electromagnetics.Pearson Education India, 1989.

    [13] Salmasi, Atefeh, Shadaram, Abdollah, and Taleghani,Arash Shams. Effect of plasma actuator placement on theairfoil efficiency at poststall angles of attack. IEEE Trans-actions on Plasma Science, 41(10):3079–3085, 2013.

    [14] He, Chuan, Corke, Thomas, and Patel, Mehul. Numericaland experimental analysis of plasma flow control over ahump model. in 45th AIAA Aerospace Sciences Meetingand Exhibit, p. 935, 2007.

    [15] Lee, Donghoon and Choi, Haecheon. Magnetohydrody-namic turbulent flow in a channel at low magnetic reynoldsnumber. Journal of Fluid Mechanics, 439:367–394, 2001.

    [16] Weier, Tom, Gerbeth, Gunther, Mutschke, Gerd, Lielausis,Olgerts, and Lammers, Gerd. Control of flow separationusing electromagnetic forces. Flow, Turbulence and Com-bustion, 71(1-4):5–17, 2003.

    [17] Shatrov, V and Gerbeth, G. Magnetohydrodynamicdrag reduction and its efficiency. Physics of Fluids,19(3):035109, 2007.

    [18] Cierpka, Christian, Weier, Tom, and Gerbeth, Gunter.Electromagnetic control of separated flows using periodicexcitation with different wave forms. in Active Flow Con-trol, pp. 27–41. Springer, 2007.

    [19] Albrecht, Thomas, Weier, Tom, Gerbeth, Gunter, Met-zkes, Hans, and Stiller, Jörg. Numerical and experimentalinvestigation of electromagnetic separation control usingdifferent wave forms. in 5th Flow Control Conference, p.4709, 2010.

    [20] Chen, Yaohui, Fan, Baochun, Chen, Zhihua, and Li,Hongzhi. Influences of lorentz force on the hydrofoil lift.Acta Mechanica Sinica, 25(5):589–595, 2009.

    [21] Moralev, Ivan, Bityurin, Valentin A, Klimov, Anatoly, andKazanskiy, Pavel. Active flow control by means of MHDplasma actuator on a NACA 23012 airfoil model. in 53rdAIAA Aerospace Sciences Meeting, p. 0310, 2015.

    [22] Posdziech, Oliver and Grundmann, Roger. Electromag-netic control of seawater flow around circular cylinders.European Journal of Mechanics-B/Fluids, 20(2):255–274,2001.

    [23] Munhoz, D, Zavershinskii, IP, Klimov, AI, Molevich, NE,Moralev, IA, Polyakov, LA, Porfiriev, DP, and Sugak, SS.Air flow control around the cylindrical rotating model bymeans of rotating electric arc in an external magnetic field.Procedia Engineering, 176:675–680, 2017.

    [24] Anderson, John David. Modern compressible flow: Withhistorical perspective (mcgraw-hill series in mechanical en-gineering). 1982. in Persian.

    [25] Changbing, Su, Yinghong, Li, Bangqin, Cheng, Jian,Wang, Jun, Cao, and Yiwen, Li. MHD flow control ofoblique shock waves around ramps in low-temperature su-personic flows. Chinese journal of aeronautics, 23(1):22–32, 2010.

    [26] Lin, Yurui, Zhang, Huali, and Zhou, Yi. Global smoothsolutions of MHD equations with large data. Journal ofDifferential Equations, 261(1):102–112, 2016.

    [27] Burdiak, GC, Lebedev, SV, Bland, SN, Clayson, T, Hare,J, Suttle, L, Suzuki-Vidal, F, Garcia, DC, Chittenden,JP, Bott-Suzuki, S, et al. The structure of bow shocksformed by the interaction of pulsed-power driven magne-tised plasma flows with conducting obstacles. Physics ofPlasmas, 24(7):072713, 2017.

    [28] Balasubramanian, R, Anandhanarayanan, K, Krishna-murthy, R, and Chakraborty, Debasis. Mitigation of shock-induced flow separation using magnetohydrodynamic flowcontrol. Sādhanā, 42(3):379–390, 2017.

    [29] Su, Wei-Yi, Chang, Xin-Yu, and Zhang, Kun-Yuan. Ef-fects of magnetohydrodynamic interaction-zone position onshock-wave/boundary-layer interaction. Journal of Propul-sion and Power, 26(5):1053–1058, 2010.

    ۶٢

    مقدمهکنترل جریاناصول حاکم بر کارکرد، عملگرهای کنترل جریانی الکتریکی و مغناطیسیعملگرهای مبتنی بر میدان الکتریکی (روش EHD)عملگرهای مبتنی بر اعمال همزمان میدان الکتریکی و مغناطیسی (روش MHD)کنترل شوک به روش MHD

    نتیجهگیری