تحلیل عددی جریان بر روی ایرفویل با تاکید بر رخداد پدیده استال

در این تحقیق به مدلسازی و بررسی رخداد استال در ایرفویل ناکا 0012 و اثرات آن بر روی عملکرد آیرودینامیکی بال پرداخته میشود. بدین منظور از نرم افزار تجاری فلوینت برای مدلسازی عددی استفاده شده است. به منظور اطمینان از عدم وابستگی نتایج به تعداد سلول های شبکه محاسباتی، تحلیل جریان در تعداد شبکه مختلف انجام و تعداد مش مناسب انتخاب گردیده است. به منظور اعتبارسنجی تحلیل حاضر، نتایج حاصل از شبیه سازی شامل ضرایب برا و پسا در زوایای مختلف حمله استخراج و با نتایج تجربی و نتایج حاصل از نرم افزار XFoil مقایسه گردیده است که تطابق خوبی را نشان می دهد. تحلیل جریان در زوایای حمله مختلف نشان می دهد که با افزایش زاویه حمله تا زاویه خاصی ضریب برا افزایش مییابد اما با افزایش بیشتر، مقدار ضریب برا کاهش و ضریب پسا افزایش زیادی می یابد. تحلیل جریان نشان میدهد که در زوایای حمله ی پایین، ضریب بی بعد برا بصورت خطی با افزایش زاویه ی حمله افزایش مییابد. در چنین زوایای حمله ای جریان تا حد مطلوبی بر روی سطح قرار میگیرد و جدایش محدودتری اتفاق می افتد. این موضوع در این عدد رینولدز تا افزایش زاویه ی حمله تا 12 درجه ادامه می یابد و در زاویه ی حمله ی 12 درجه ضریب برا دچار افت ناگهانی می شود. بر این اساس زاویه ی 12 درجه برای این عدد رینولدز زاویه ی استال می باشد. بررسی ساختار جریان نشان می دهد که با افزایش زاویه ی حمله در زاویه ی بیشتر از 12 درجه به تدریج حباب کوچکی در لبه ی فرار شکل میگیرد که با افزایش زاویه ی حمله کم کم رشد کرده و در زوایای 16 درجه یک گردابهی بزرگ تشکیل میشود. پیدایش این جریانهای گردابه ای عملکرد آیرودینامیکی بال را تحت تاثیر قرار می دهد که این امر موجب تغییر توزیع فشار در سطوح ایرفویل و کاهش قابل توجه ضریب برا و افزایش قابل توجه ضریب پسا میگردد.

Keywords:

ایرفویل , استال , جدایش جریان , آیرودینامیک بال , گرادیان فشار معکوس