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Physical description of an isentropic flow in a Laval nozzle

M. Ghodbane and B. Boumeddane

Department of Mechanics, Faculty of Technology, University Saâd Dahlab, Blida 1, Algeria.

Abstract

The convergent-divergent nozzles have many industrial uses such as wind turbine, the blades of turbine engines, aircraft wings and screw propeller. The main objective of this study is to identify and evaluate the physical properties of the compressible flow of an ideal gas in a one-dimensional Laval nozzle in terms of its physical and geometrical parameter. This paper will enable us to identify and determine the causes of right shockwave phenomenon. After simplify of the energy balance equations of gas dynamics, Matlab™ was used as a tool for programming. The numerical method for the resolution is based on the iterative method with an error (ε=10-5). Numerical results were compared to the modeling results of CFD ‘Fluent’. The results were satisfactory.

Résumé

L’utilisation d’une tuyère convergente-divergente répond à plusieurs besoins à savoir, l’étude des performances des éoliennes, des aubages de turbomachines, des ailes d’avions et des hélices propulsives. Ce travail étudie essentiellement un écoulement compressible pour un gaz parfait dans une tuyère convergente-divergente monodimensionnel en fonction des paramètres physiques et géométriques pour déterminer les causes du phénomène d’onde de choc droite. La simulation numérique de l’écoulement est réalisée à l’aide du logiciel de calcul Matlab™ à partir des équations de la dynamique des gaz. La méthode numérique utilisée pour la résolution est basée sur la méthode itérative avec une erreur ε=10-5. Les résultats numériques ont été comparés aux résultats de la modélisation par CFD ‘Fluent. Les résultats ont été satisfaisants.

Keywords

Tuyère de Laval - Ecoulement compressible - Nombre de Mach – Vitesse - Pression.

Physical description of an isentropic flow in a Laval nozzle
Texte intégral

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