بررسی عددی اثرات انفجار گردابه و تغییر مدل آشفتگی روی رفتار آیرودینامیکی بال مثلثی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم انتظامی امین

2 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 استادیار، پژوهشگاه هوافضا

4 استادیار، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم انتظامی امین

چکیده

بال مثلثی در انفجار گردابه‌ها به‌وسیله‌ی مدل‌های آشفتگی متفاوت، به صورت عددی مورد تحلیل و بررسی قرار‌گرفته ‌است. بال مثلثی با استفاده از هندسه‌ای که مراجع پیشین از آن استفاده کرده‌اند، مدل شده و شبکه‌ای با کیفیت بالا حول هندسه مورد نظر تولید شده‌است. هدف این تحقیق، بررسی و استخراج ضرایب آیرودینامیکی بال برای حالات مختلف جریان می‌باشد همچنین بررسی نمودار‌های مربوط با این ضرایب آیرودینامیکی در حالت انفجار گردابه و مدل‌های آشفتگی مختلف ‌است. روش این تحقیق همانطور که از عنوان مقاله مشخص است، روش عددی می‌باشد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که با افزایش زاویه حمله تا 35 درجه گردابه‌های روی بال منفجر می‌شوند و باعث کاهش کارایی بال می‌شود. همچنین با به کارگیری مدل‌های آشفتگی متفاوت روی بال مثلثی و مقایسه آن‌ها با نتایج عملی، مشخص می‌شود که مدل آشفتگی kw از سایر مدل‌ها برای بررسی بال مثلثی، دقیق‌تر می‌باشد. نوآوری که تحقیق حاضر بدان پرداخته است، بررسی انفجار گردابه‌ها در زاویه حمله 35 درجه می‌باشد که تابحال بال مثلثی در این زاویه حمله مطالعه نشده است. همچنین نوآوری دیگر این تحقیق، بررسی جریان حول بال مثلثی با 3 مدل آشفتگی kw، kE و SA  می‌باشد که از میان این مدل‌های آشفتگی، kw از سایر مدل‌ها به داده‌های عملی و تجربی نزدیک‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Stanbrook, A., and Squire, L.C., Possible Types of Flow at Swept Leading Edges, Aeronautical Quarterly, v. 15, n. 2, pp. 72-78, (1964).
 
[2] Miller, D.S., and Wood, R.M., Leeside Flows over Delta Wings at Supersonic Speeds, Journal of Aircraft, v. 21, n. 9, pp. 680-686, (1984).
 
[3] Szodruch, J.G., and Peake, D.J., Leeward Flow over Delta Wings at Supersonic Speeds, NASA-TM, n. 81187, (1980).
 
[4] Seshadri, S.N., and Narayan, K.Y., Possible Types of Flow on Lee-Surface of Delta Wings at Supersonic Speeds, Aeronautical Journal, n. 5, pp. 185-199, (1998).
 
[5] Brodetsky, M.D., Krause, E., Nikiforov, S.B., Pavlov, A.A., Kharitonov, A.M., and Shevchenko, A.M., Evolution of Vortex Structures on Leeward Side of a Delta Wing, Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, v. 42, n. 2, pp. 242-254, (2001).
 
[6] Imai G., Fujii K., and Oyama A., Computational Analyses of Supersonic Flows over a Delta Wing at High Angles of Attack, the 24th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS), (2006).
 
[7]   Oyama, A., Ito, M., Imai, G., Tsutsumi, S., Amitani, N., and Fujii, K., Mach Number Effetc on Flow Field over A delta Wing in Supersonic Region, 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, (2008).
 
[8] M. P. Falunin, G. S. Ul yanov, A. A. Makabin,  A. F. mosin, Supersonic Aerodynamic characteristics of delta wings at high angles of attack, (2012).
 
[9] Tran Ngoc Khanh, Nguyen Van Khang, Nguyen Phu Khanh, Hoang Thi Kim Dung, Dao Van Quang, Effect of Shapes and Turbulent Inlet Flow to Vortices on Delta Wings. Applied Mechanics and Materials, ISSN: 1662-7482, Vol. 889, pp 434-439, (2018).
 
[10] Ilya Bashiera Hamiz, Sher Afghan Khan, Aerodynamics Investigation of Delta Wing at Low Reynold’s Number. CFD Letters, Volume 11, Issue 2, pp 32-41, (2019).
 
[11] Han Tu, Matthew Marzanek, Melissa A. Green, David E. Rival Investigation of accelerating non-slender delta-wing planforms at high angle of attack using Lagrangian coherent structures, AIAA SciTech Forum, (2019).
 
[12] Anna, C., Demoret, Michael, M., Walker, Mark F. Reeder, The Effect of Passive Boundary-Layer Fences on Delta Wing Performance at Low Reynolds Number, AIAA Scitech, (2020).
 
[13] Wybe Rozema, Johan C.Kok, Arthur E.P. Veldman, Roel W.C.P. (2019) Numerical simulation with low artificia dissipation of transitional flow over a delta wing, Journal of Computational Physics. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jcp.2019.109182.
 
 
[15] Guillermo-Monedero, Daniel (2020) A Comparison of Euler Finite Volume and Supersonic Vortex Lattice Methods used during the Conceptual Design Phase of Supersonic Delta Wings. 2020, Master of Science, Ohio State University, Aero/Astro Engineering. http://orcid.org/0000-0003-4432-2012.
 
[16] Arun, M. P.Satheesh, M.Dhas, Edwin Raja J. (2020) Optimization of Aerodynamic Parameters of Cropped Delta Wing with Fence at Sonic Mach Number.  Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, Volume 16, Number 2, February 2019, pp. 403-409(7), American Scientific Publishers, https://doi.org/10.1166/jctn.2019.7740
 
[17] Ahmed Mohamed Mohamed Draz,  H. M., El SaadanyM. M., AwadW. M. El Awady. (2020) Investigation of Air Flow Over Delta and Cranked Arrow Delta Wings. MANSOURA ENGINEERING JOURNAL, (MEJ), VOL. 45, ISSUE 2, DOI: 10.21608/BFEMU.2020.112323