بهبود ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل نوسانی در واماندگی دینامیکی با استفاده از عملگر پلاسمایی

یکی از روش های نوین در زمینه کنترل جریان فعال استفاده از عملگر پلاسمایی است که به وسیله تزریق مومنتوم به لایه مرزی سبب جلوگیری از جدایش جریان می شود. هدف از این تحقیق، بررسی عددی استال دینامیکی روی ایرفویل ۰۰۱۲NACA در حالت نوسان پیچشی و برخی عوامل موثر بر آن در حضور عملگر پلاسمایی و بدون آن است. این عوامل فرکانس نوسان، دامنه نوسان و عدد رینولدز می باشند. همچنین ساختار میدان جریان و گردابه های ایجاد شده نیز برای درک بهتر چگونگی رخداد این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی به صورت دو بعدی و مدل آشفتگی مورد استفاده k-ω SST می باشد. از نتایج حاصله مشاهده می شود، زمانی که عملگر پلاسما حضور ندارد، با افزایش دامنه نوسان و فرکانس نوسان، واماندگی دینامیکی در زوایای حمله بالاتری اتفاق می افتد. همچنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب لیفت ایرفویل کاهش یافته و حلقه هیسترزیس نمودار ضریب لیفت بر حسب زاویه حمله کوچکتر می شود. اما در حضور عملگر پلاسمایی، استال دینامیکی اتفاق نمی افتد و ضرایب آیرودینامیکی بهبود می یابد. با بررسی ساختار جریان مشاهده می شود که عامل اصلی پدیده واماندگی دینامیکی تشکیل یک سری گردابه های کم فشار در لبه حمله و فروریزش این گردابه ها به سمت انتهای ایرفویل و در نتیجه جدایش آنها از سطح ایرفویل می باشد. پس از گردابه اولیه، گردابه ثانویه ای تشکیل می شود که موجب افزایش ناگهانی ضریب لیفت می گردد. اما زمانی که عملگر پلاسما روشن می شود، جدایش جریان به تاخیر افتاده و قدرت و اندازه گردابه کاهش بسیاری یافته است.

Keywords:

ایرفویل نوسانی , استال دینامیکی , عملگرپلاسمایی , ساختار جریان , گردابه