بررسی تجربی و عددی عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل ناکا 0012 در رینولدز های پایین

هدف این مقاله، بررسی تجربی و عددی جریان اطراف ایرفویل ناکا 0012 ، در رینولدزهای پایین است. شبیه سازی عددی در رینولدزهای پایین چالش اساسی در دینامیک سیالات محاسباتی است که در این پژوهش به آن پرداخته میشود. جریان اطراف ایرفویل به روش تجربی در اعداد رینولدز 4×104، 6/5×104، 8/5×104 و در محدوده وسیعی از زوایای حمله اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از روش عددی محاسبات تکرار شدهاند و نتایج آنها با نتایج تجربی مقایسه شده-است. شبیه سازی عددی در رینولدزهای 5×103 و 2×104 نیز انجام شده است. در اعداد رینولدز کمتر از 2×104 با توجه به آنکه لایه مرزی در محدوده گذار قرار دارد، خواص به شدت به عدد رینولدز وابسته است و نیروهای آیرودینامیکی تغییرات غیر خطی نسبت به زاویه حمله دارند به همین دلیل تمام حلهای عددی در این محدوده باید به صورت ناپایا انجام پذیرد. بررسی مدلهای مختلف آشفتگی نشان داد که نتایج حاصل از مدل Transition SST از نظر پیشبینی خواص آیرودینامیکی و پیشبینی وقوع حباب جدایش با نتایج تجربی تطابق بسیار خوبی دارند. در این مطالعه زاویهای که در آن استال رخ میدهد نیز بررسی شدهاست. مشاهده میشود که در رینولدز 5×103، به دلیل آنکه لایه مرزی به صورت لایهای باقی میماند، استال رخ نمیدهد ولی در رینولدزهای بالاتر این پدیده دیده میشود و با افزایش عدد رینولدز، زاویه استال نیز افزایش میابد. در ادامه برای بررسی دقیقتر تغییرات ضریب درگ و لیفت، ضریب فشار اطراف ایرفویل و شکلگیری و حرکت حباب جدایش در رینولدزها و زوایای حمله مختلف مورد بحث قرار گرفت. مشاهده میشود که با افزایش زاویه حمله، حباب جدایش به سمت لبه حمله ایرفویل حرکت میکند و با افزایش عدد رینولدز طول حباب جدایش کاهش میابد.

کلیدواژه ها:

حباب جدایش ، ایرفویل ناکا ، استال ، رینولدز پایین ، Transition SST