شبیهسازی و تحلیل اثر دیمپل بر عملکرد آیرودینامیکی جریان حول بالههای هواپیمای بدون سرنشین

هنگامیکه بال هواپیما در مسیر جریان هوا قرار می­گیرد به دلیل اثرات سطحی، لایه مرزی­ در نزدیکی سطوح آن ایجاد می­شود. پدیده لایه مرزی بر عملکرد ایرفویل تاثیر گذاشته و اثرات بسیار مهمی بر ضرایب لیفت و درگ آن می­گذارد، به­طوری که این پدیده سبب اعمال محدودیت­هایی می­شود که از افزایش عملکرد بال جلوگیری می­کند. لذا برای دستیابی به شرایط بهینه لازم است که لایه مرزی تشکیلشده را با روش­هایی کنترل کرد. در این مقاله با استفاده از ایجاد دیمپل (شیاری عمود) بر سطح بالایی ایرفویل NACA۰۰۱۲، کنترل جریان مکشی ایجاد شده و عملکرد بال هواپیما در دو حالت دوبعدی و سهبعدی و تحت زوایای حمله و سرعت­های جریان آزاد مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور شبیه­سازی لازم با استفاده از نرمافزار فلوئنت و با استفاده از مدل آشفتگی سه معادله­ای K-Kl-ω انجام شده است. عرض شیار ایجادشده ۵/۲ درصد طول وتر ایرفویل، محل قرارگیری شیار ۱۰ درصد از طول وتر (از لبه حمله ایرفویل) و سرعت مکش نصف سرعت آزاد در نظر گرفته شده است. نتایج بهدست­آمده نشان می­دهد که با ایجاد جریان مکشی در سطح بال می­توان ضریب لیفت را افزایش داده و ضریب درگ را کاهش داد که باعث به تاخیر افتادن جدایش جریان گردیده و متعاقبا می­توان زوایای حمله و همچنین سرعت جریان آزاد مناسب را جهت بهبود پرواز هواپیمای بدون سرنشین انتخاب نمود.  

Keywords:

دیمپل , ایرفویل NACA۰۰۱۲ , ضریب لیفت , ضریب درگ , مکش