بررسی آیرودینامیکی یک ورودی منطبق بر بدنه با استفاده از شبیه سازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قائمشهر، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف

3 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

در تحقیق حاضر، جریان آشفته در یک ورودی منطبق بر بدنه با استفاده از شبیه­سازی عددی مورد ارزیابی قرار گرفت. در محاسبات انجام شده سه هندسه مختلف، از قبیل ورودی استاندارد ناکا و دو هندسه با ساختار پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته و اثرات ضخامت لایه مرزی (31/0، 8/0 و 56/2) و (6/1>سرعت بی بعد > 2/0) بر عملکرد آن­ها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای شبیه­سازی سه­بعدی جریان تراکم‏ناپذیر و آشفته از مدل  استفاده شد. البته، در ابتدا، ورودی استاندارد ناکا با داده‏های تجربی اعتبارسنجی شد. نتایج نشان می‏دهد که افزایش ضخامت لایه مرزی اثر منفی در بازده فشاری رم در هندسه­ها داشته، در حالی­که افزایش سرعت در ابتدا موجب افزایش بازده و سپس موجب کاهش بازده می­شود. همچنین، مقدار بازده هندسه­های نوین به بازده ورودی استاندارد ناکا بسیار نزدیک می­باشد. درحالی­که هندسه­های نوین در نسبت سرعت­های بالا، نیروی پسا­ی کمتری داشته (که عامل مهمی در مصرف سوخت است) و طرح مناسب­تری از هندسه استاندارد ناکا می­باشند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Aerodynamic Analysis of a Submerged Inlet, Using Numerical Simulation

نویسندگان [English]

  • Mehdi Miansari 1
  • Mohit Biglarian 2
  • Hamid Hassanzadeh Afrouzi 3
1 Department of Mechanical Eng. Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran
2 School of Mechanical Eng. Sharif University of Technology
3 Mechanical Eng. Group Babol University of Technology
چکیده [English]

In the present study, turbulent flow in submerged inlets was studied, using numerical simulation. In the calculations, three different geometries, namely NACA standard inlet and two geometries with proposed structures were studied and the effects of boundary layer thickness (0.31, 0.8 and 0.56) and 0.2< dimensionless velocity < 1.6 on their performance were investigated.  model was applied to simulate three-dimensional, incompressible, and turbulent flow. At first, NACA standard inlet was validated, using reliable experimental data. Results show that increasing boundary layer thickness has a negative effect on RAM pressure efficiency in all geometries, while velocity increase initially increases the efficiency and then decreases it. In addition, the efficiency of new geometries is close to one for NACA standard inlet. Moreover, the novel geometries are of lower drag force in high velocity ratios and are better NACA standard case.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Submerged Inlet
  • Turbulent Flow
  • Ram Pressure Retrieval
  • Drag Force

مراجع

  1. White, F.M. “Fluid Mechanics”, Seventh Edition, McGraw Hill, NY, 2011.
  2. Sacks, A.H. and Spreiter, J.R. ‘‘Theoretical Investigation of Submerged Inlets at Low Speed,’’ NACA Report TN-2323, 1951.
  3. Seddon, J. and Goldsmith, E.L. “Intake Aerodynamics”, New York, N.Y., American Institute of Aeronautics and Astronautics,  London, Collins Professional and Technical Books, 1985.
  4. Hall, C.F. and Frank, J.L. “Ram-Recovery Characteristics of NACA Submerged inlets at High Subsonic Speeds”, National Advisory Committee for Aeronautics, Washington, November, 1948
  5. Gault, D.E. “An Experimental Investigation of NACA Submerged Air Inlets on a 1/5-Scale Model of a Fighter Airplane”, National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), Washington, 1947.
  6. Delany, N. “An Investigation of Submerged Air Inlets on a 1/4-Scale Model of a Typical Fighter-Type Airplane”, National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), Washington, 1948.
  7. Hall, C.F. and Barclay, F.D. “An Experimental Investigation of NACA Submerged Inlets at High Subsonic Speeds I: Inlets Forward of the Wing Leading Edge”, National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), Washington, 1948.
  8. Mossman, E.A., “A Comparison of Two Submerged Inlets at Subsonic and Transonic Speeds”, National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), Washington, 1949.
  9. Farokhi, S. “Propulsion System Design with Smart Vortex Generators”, AIRCR DES, Vol. 1, No. 3, pp. 127-143, 1998.
  10. Devine, R., Watterson, J., and Cooper, A. “An Investigation into Improving the Performance of Low Speed Auxiliary Air Inlets, Using Vortex Generators”, The 20th AIAA Appl. Aerodyn. Conf., St. Louis, Missouri, USA, 2002.
  11. Taskinoglu, E.S. and Knight, D. “Numerical Analysis of Submerged Inlets”, the 20th AIAA Appl. Aerodyn. Conf. St. Louis, Missouri, 2002.
  12. Taskinoglu, E.S., Jovanovic, V., Knight, D.D., and Elliot, G.S. “Multi-objective Design Optimization and Experimental Measurements for a Submerged Inlet”, The 42nd AIAA Aerosp. Sci. Meeting and Exhibit. Reno, NV,  2004.
  13. Pérez, C.C., Ferreira, Sandro. B., DaSilva, A., Figueira, L.F., Jesus, A.D., Batista, A, Oliveira, A., and Lara, G. “Numerical Study of the Performance Improvement of Submerged Air Intakes Using Vortex Generators”, The 25th Int. Cong. Aerona. Sci. Hamburg, Germany, 2006.
  14. Lejon, M. “Aerodynamic Investigation of Air Inlets on Aircrafts with Application of Computational Fluid Dynamics”, PhD Dissertation, Mälardalen University, School of Innovation, Design and Engineering, 2011.
  15. Frick, C.W., Davis, W.F., Randall, L.M. and Mossman, E.A. “An Experimental Investigation of NACA Submerged-Duct Entrances,’’ NACA Report ARC-5I20, 1945.
  16.  “ANSYS Fluent 16.0 Users’ Manual and Documentation”, Fluent. Inc., Lebanon, USA, 2015.
  17. Vale, C. and Ringrow, H. “A300/A310 Family Optimized Air-Vent Inlet NACA Duct”, https://studylib.net/doc/18225585/a300-a310-family-optimized-air-vent-inlet-naca-duct.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 اردیبهشت 1397
  • تاریخ پذیرش: 21 اسفند 1397
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار