اثر نوک بالهای الهام گرفته از طبیعت بر میدان جریان دنباله به روش تجربی

امروزه با توجه به گسترش به کارگیری اجسام پرنده در محیطهای شهری، بررسی و شناخت رفتار آیرودینامیکی اجسام پرنده از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به تواناییهای قابل توجه پرندگان در کنترل میدانهای جریان نوک بال، روشهای چگونگی توسعه تنظیمات نوک بال الهام گرفته از طبیعت برای کاهش درگ القایی به طور گسترده در چند دهه اخیر مورد مطالعه قرار گرفتهاند. در همین راستا در این مقاله بر بررسی عملکرد بال با نمایهای نوک مختلف الهام گرفته از پرندگان به منظور بررسی رفتار آیرودینامیکی تمرکز شده است. هدف اصلی این مقاله مطالعه اثرات شکل نوک بال بر میدان جریان دنباله بال بوده است. بدین منظور پرنده جغد به عنوان یک پرنده شاخص در پرواز بیصدا به عنوان هدف اصلی مطالعاتی انتخاب شده و همچنین به منظور مقایسه و استخراج پروفیل سرعت و دستهبندی نوک بال پرندگان دو پرنده سارگپه و دال سیاه نیز برای این پژوهش انتخاب شدهاند. این تقسیم بندی پلنفرم نوکها بر اساس زاویه برخورد جریان به لبه حمله صورت گرفته است و نوک بال پرنده جغد و سارگپه در دستهبندی نیمه مثلثی مستقیم و نوک پرنده دال سیاه در دستهبندی نیمه مثلثی معکوس قرار میگیرد. همچنین با توجه به کلیه مطالعات این پژوهش به صورت تجربی و به کمک آزمایشهای تونل باد انجام گرفته است. آزمایشها در سرعت ۸ و ۲۰ متر بر ثانیه و زاویه حمله ۴، ۱۰ و ۱۶ درجه در موقعیت طولی مجاورت نوک، نصف دهانه نوک و ریشه نوک انجام گرفته اند. همچنین در موقعیت عرضی در مجاورت نوک و فاصله یک وتر هندسی آزمایشها صورت گرفته است. در زاویه حمله ۱۶ درجه که زاویه بعد از واماندگی است، بال جغد در سرعتهای آزمایش شده افت سرعت و شدت توربولانس کمتری نسبت به دیگر بالها دارد. همچنین در راستای حرکت از نوک بال به ریشه آن افت سرعت و شدت توربولانسی بالهایی با نوک نیمه مثلثی مستقیم کاهش مییابد و بال جغد شدت توربولانس کمتری نسبت به دیگر بالها دارد. بال با نوک نیمه مثلثی معکوس بهعلت میزان جریان جدا شده بیشتر خود نیرو پسا بیشتری ایجاد کرده است و همچنین گردابه نوک این بال در نواحی بیشتری از آن اثرگذار است و اغتشاشات بیشتری را در دنباله ایجاد کرده است.

کلیدواژه ها:

آزمایش تونل باد ، شکل نوک بال – الهام از طبیعت - پروفیل سرعت – شدت توربولانس