عباس ابراهیمی - دانشجوی دکترای هوافضا- دانشگاه صنعتی شریف
کریم مظاهری - استاد هوافضا - دانشگاه صنعتی شریف

بالزن پرنده ای است که نیروهای آیرودینامیکی لازم برای پرواز خود را به کمک حرکت بال زدن متقارن باچند بال فراهم می نماید. در این مقاله از حل معادله ی جریان پتانسیل با روش شبکه ی گردابه ی ناپایا و الگوسازی دنباله ی آزاد برای محاسبه نیروهای آیرودینامیکی بال های یک بالزن در پرواز رو به جو استفاده شده است. بال به صورت صفحه ای صاف در نظر گرفته شده که روی آن شبکه ای از حلقه های گردابه توزیع شده است. همچنین دنباله نیز با حلقه های گردابه الگوسازی شده است به طوری که با بال زدن بال و حرکت رو به جلو، در هر گام زمانی یک ردیف از حلقه های گردابه ی لبه ی انتهایی با به داخل دنباله ریزش کرده و با سرعت القایی محلی جابجا می شوند و در نتیجه دنیاله تولید شده و به صورت آزاد تغییر شکل می یابد. اعتبار روش حاضر با حل مثال هایی همچون حرکت شتاب دار بالی مسح ، حرکت نوسانی بالا – پایین رفتن و حرکت نوسانی پیچ صفحه ای صاف نشان داده شده است. سپس نیروهای آیرودینامیکی و شکل دنباله ی تشکیل شده در حرکت بال زدن بال های مسطح صلبی محاسبه شده اند. به کمک این ابزار سریع تحلیل، امکان مطالعه ی بهینه سازی پارامترهای موثر در آیرودینامیک بال زدن فراهم شده است.

شبکه ی گردابه ی ناپایا ، دنباله ی آزاد ، بال زدن ، بالزن