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


  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.