بررسی اثر آسیب دیدگی لبه حمله بر عملکرد ایرودینامیکی و ایروآکوستیکی ایرفویل

لبه حمله پره های توربین بادی ، بالگردها و وسایل ایرودینامیک دیگر بر اثر عوامل طبیعی مانند ذرات معلق در هوا، باران و تگرگ آسیب دیده عملکرد ایرودینامیکی و صوت منتشر شده از آنها تغییر می نماید. در این پژوهش با استفاده از معادلات سه بعدی و گذرای ناویر-استوکس به بررسی این پدیده پرداخته شده است . پیش بینی رفتار گردابه ها با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ LES و مدل مقیاس زیر شبکه WALE بدون بهره گیری از مدل دیواره صورت گرفته است . شکل آسیب دیدگی لبه حمله ایرفویل از فرسایش طبیعی پره توربین های بادی اقتباس شده است . ابتدا ضرایب ایرودینامیکی و دقت محاسبات آکوستیکی با استفاده از داده های تجربی ایرفویل ناکا-۰۰۱۲ مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است . پس از آن جریان حول ایرفویل آسیب دیده شبیه سازی شده است . آسیب لبه حمله باعث افزایش نیروی پسا در کل بازه محاسباتی برای زوایای حمله از ۱۰- تا ۱۴ شده است . ضریب نیروی برآی ایرفویل آسیب دیده نسبت به ایرفویل سالم تا زاویه حمله ۹ درجه تغییر چندانی ندارد. اما پس از آن افزایش محسوسی داشته و در زاویه حمله ۱۴ درجه این افزایش به ۱/۶ می رسد. الگوی نمودار صوت و مقدار آن در فرکانس های مختلف تفاوت قابل ملاحظه ای در دو حالت دارد. ایرفویل آسیب دیده حدود ۳/۱۱ دسی بل افزایش صوت دارد بیشترین اختلاف در فرکانس های پایین و محدوده شنیداری انسان رخ می دهد. می توان گفت استفاده از امواج صوتی روشی مفید و سریع برای شناسایی سلامت سطوح ایرودینامیکی ، مخصوصا پره ها می باشد.

Keywords:

ایرفویل , ایرودینامیک , آسیب لبه حمله , صوت.