بررسی رشد یخ روی بال مستطیلی NACA۰۰۲۰ بدون بالک و با بالک و تاثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین

در این تحقیق، رشد یخ روی بال پهپاد بدون بالک و با بالک راکتی و تاثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین توسط یک روش عددی بررسی شده است. پیکربندی بال به صورت مستطیلی بوده و از سطح مقطع ناکا ۰۰۲۰ استفاده و شبیه سازی ها با روش عددی مبتنی بر روش حجم محدود، الگوریتم فشار مبنا و اسکیم بالادستی مرتبه دو برای محاسبه شار همرفتی انجام شده اند. در روش عددی مذکور جریان به صورت آشفته در نظر گرفته و از مدل آشفتگی اسپلارت آلماراس استفاده شده است. برای مدل سازی یخ از نرم افزار تجاری فنس اپ که سیستم شبیه سازی یخ به روش مدولار است، استفاده شده است. شبیه سازی تجمیع یخ، فرآیندی دارای تکرار است که شامل محاسبات متوالی جریان هوا، مسیر قطرات آب، بازده جمع آوری و تعادل انتقال حرارت برای تعیین شکل یخ تجمع یافته است. محاسبات در عدد رینولدرز ۵^۱۰ ×۳۴/۲ در زاویه حمله ۱۰ صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که پروفیل یخ تولید شده روی لبه حمله بالواره به دلیل فرورفتگی های بالا و پایین توده یخ، باعث ایجاد یک جریان چرخشی در این ناحیه شده که باعث افزایش ضریب پسای فشاری و کاهش ضریب برآ نسبت به بال بدون یخ می شود. قرار دادن بالک راکتی روی بال با تغییر جریان هوا و کاهش مقاومت هوا از طریق کنترل گردابه های القایی که از نوک بال تولید می شوند، نیروی برآ را افزایش و نیروی پسا را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش سرعت جریان شده و در نهایت به کاهش میزان یخ زدگی بال کمک می کنند.

Keywords:

یخ زدگی بال , بال مستطیلی , تجمیع یخ" , بالک"