بهینه سازی شکل آیرودینامیکی ایرفویل با استفاده از معادلات الحاقی

هواپیماها عموما بواسطهی شرایط متنوع و متفاوتی که در آن قرار می گیرند، ملزم به پیروی از شرایط و خصوصیات پروازی متفاوتی هستند. از این شرایط میتوان به حالتهای بلند شدن ، اوج گیری ، حالت پروازی گشت زنی ، کاهش ارتفاع پرواز و در نهایت فرود بر روی زمین اشاره کرد. این پروفایلهای پروازی شرایط جریان آزاد را که هواپیما در آن عمل میکند تغییر میدهند. بنابراین در طول دوره ی زمانی پرواز، نیروی برا و به همان نسبت سوخت لازم جهت تولید نیروی برای مورد نیاز تغییر مییابد. هواپیماهای با بالهای با هندسه ی ثابت و نامتغیر توان تامین بهترین شرایط عملکردی در تمام طول دوره ی پرواز را ندارند. این در حالیست که تکنولوژی بالهای تطبیق پذیر امکان تغییر هندسه ی بال برای دستیابی به هندسه ی بهینه ی متناسب با جریان، برای رسیدن به بهترین عملکرد آیرودینامیکی بال در هر نقطه از شرایط پرواز را فراهم میآورند. هدف از تحقیق حاضر بهینه سازی شکل آیرودینامیکی هندسه ی ایرفویل ناکا 0012 در شرایط بخصوصی از جریان آزاد مادون صوت است. تابع هدف، بهینه سازی نسبت ضرایب آیرودینامیکی برا به پسا تعریف شده است. شبیهسازی جریان حول ایرفویل با استفاده از نرم افزار ANSYS FLUENT صورت گرفته است. همچنین از ابزار Adjoint Solver برای دستیابی به تابع هدف استفاده شده است. در ابتدا نتایج عددی حاضر با نتایج حاصل از نرم افزار XFoil و نتایج گزارش های تجربی مقایسه شده است که تطابق خوبی را نشان می دهند. پس از اعتبارسنجی نتایج، شکل هندسی ایرفویل در یک حالت خاص بهینه گردیده و اثر تصحیح هندسه بر عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل بررسی شده است. نتایج حاکی از افزایش بیشتر از %13 نسبت نیروی برا به پسا با بکارگیری الگوریتم بهینه سازی در سه مرحله حکایت دارد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، معادلات الحاقی ، تصحیح الگوی جریان ، تصحیح هندسه ی ایرفویل