مقایسه ی بازده پیشران و استخراج توان ایرفویل های زیستی و ناکا ۰۰۱۵ در حرکات نوسانی

در این تحقیق حرکت نوسانی انتقال عمودی و زاویه ای ایرفویل زیستی و ناکا ۰۰۱۵ به صورت عددی شبیه سازی و تاثیر فرکانس کاسته، دامنه نوسان انتقالی و زاویه ای بر ضرایب آیرودینامیکی، بازده توان استخراجی و توان پیشران بررسی و نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه می شود. شبیه سازی عددی در رینولدز ۱۱۰۰ که مطابق با رژیم پروازی حشرات است، با بکارگیری قابلیت شبکه دینامیکی نرم افزار اپن فوم انجام و جریان ناپایا، تراکم ناپذیر، لزج و آرام فرض می شود. برای محاسبه میدان جریان سیال از روش حجم محدود استفاده و مقادیر متغیرها در مرکز هر حجم کنترل ذخیره می شود. در این شبیه سازی، پارامترهای فرکانس کاسته از ۰.۰۵ تا ۰.۵، دامنه نوسان انتقالی از ۰.۲۵ تا ۱.۷۵ وتر و دامنه نوسان زاویه ای از ۱۵ تا ۷۵ درجه تغییر یافته و اختلاف فاز بین حرکت انتقالی و زاویه ای ثابت و برابر π⁄۲ در نظر گرفته می شود. مقایسه ی نتایج حاصله با داده های موجود و معتبر، صحت مدل سازی عددی را تایید می نماید. ترکیب پارامترهای حرکتی مختلف نظیر فرکانس کاسته و دامنه نوسان عمودی و زاویه ای تعیین می نماید که ایرفویل زیستی در رژیم استخراج توان (کار جریان روی ایرفویل)، تولید پیشران (کار ایرفویل روی جریان) یا در وضعیت خنثی (عدم تولید پیشران و توان) قرار می گیرد و از نظر کیفی نیز همانند ایرفویل ناکا عمل می نماید. نتایج حاصله نشان می دهد که با تغییر پارامترهای فرکانس کاسته، دامنه نوسان عمودی و زاویه ای، هرچه به ناحیه ی خنثی نزدیکتر باشد ایرفویل زیستی بازده بالاتری نسبت به ایرفویل ناکا نمایش می دهد و با دور شدن از ناحیه ی خنثی بازده ایرفویل ناکا بهتر می شود.

کلیدواژه ها:

Bio Inspired Airfoil ، Power Extraction ، propulsion ، Feather ، Pitching and Plunging ، ایرفویل زیستی ، استخراج توان ، پیشران ، خنثی ، نوسان انتقالی و زاویه ای