بررسی عددی تاثیر حفره دایره‌ای بر روی کنترل جریان جدا‌شده پره نوسانی ناکا 0012 تحت شرایط واماندگی دینامیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه امام علی (ع)،تهران، ایران

2 استادیار پژوهشگاه هوا فضا،تهران، ایران

3 استادیار پژوهشگاه هوافضا،تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، اثر حفره بر روی مشخصه‌های پیچشی پره ناکا 0012 تحت شرایط واماندگی دینامیکی به صورت عددی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و جریان آشفته تراکم‌ناپذیر ناپایا نیز در دوبعد شبیه‌سازی گردید. دو نمونه حفره دایره‌ای با شعاع c05/0R= در دو موقعیت مشخص c13/0x= یا c6/0x= نسبت به لبه حمله پره تعیین شد تا اثر موقعیت حفره بر روی پارامتر‌های آیرودینامیکی پره همچون ضرایب برآ، پسا، گشتاور پیچشی و بازده آیرودینامیکی (نسبت ضریب برآ به پسا) با فرض عدد رینولدز 106 و فرکانس کاهش-یافته 15/0 تحلیل گردد. نتایج نشان داد که حفره در موقعیت دوتر نسبت به لبه حمله رفتار بهتری را در بهبود ضریب برآ و بازده آیرودینامیکی پره نوسانی داشته و مقدار متوسط ضریب برآ برای حالاتی که حفره در دو موقعیت c13/0x= یا c6/0x= قرار گرفته به ترتیب به میزان 57/3% و 18/0% نسبت به حالت ساده افزایش پیدا کرد. مقدار متوسط ضریب پسا نیز به ‌طور نسبی برای حفره در موقعیت c6/0x= به میزان 25/3% کاهش و برای حفره در موقعیت c13/0x= به میزان 97/3% نسبت به حالت ساده افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1]        O. M. Fouatih, M. Medale, O. Imine, and B. Imine, “Design optimization of the aerodynamic passive flow control on NACA 4415 airfoil using vortex generators,” Eur. J. Mech. B/Fluids, vol. 56, pp. 82–96, 2016.
[2]        A. Khoshnevis, S. Yazdani, and S. E. Salimipour, “Numerical Investigation of Co-flow Jet Effects on Dynamic Stall of a Thick Airfoil,” Fluid Mech. Aerodyn. J., vol. 9, no. 1, pp. 167–178, 2020.
[3]        Y. Wang, G. Li, S. Shen, D. Huang, and Z. Zheng, “Investigation on aerodynamic performance of horizontal axis wind turbine by setting micro-cylinder in front of the blade leading edge,” Energy, vol. 143, pp. 1107–1124, 2018.
[4]        P. R. Richard, S. John Wilkins, and J. W. Hall, “Particle Image Velocimetry Investigation of the Coherent Structures in a Leading-Edge Slat Flow,” J. Fluids Eng., vol. 140, no. 4, Dec. 2017.
[5]        C. Cai, Z. Zuo, S. Liu, and T. Maeda, “Effect of a Single Leading-Edge Protuberance on NACA 634-021 Airfoil Performance,” J. Fluids Eng., vol. 140, no. 2, Oct. 2017.
[6]        J. Tiainen, A. Grönman, A. Jaatinen-Värri, and J. Backman, Flow control methods and their applicability in low-reynolds-number centrifugal compressors - A review, vol. 3, no. 1. 2018.
[7]        P. GERONTAKOS, “An Experimental Investigation of Flow over an Oscillating Airfoil,” PhD Thesis, McGill University, Canada, 2004.
[8]        J. Zhong, J. Li, P. Guo, and Y. Wang, “Dynamic stall control on a vertical axis wind turbine aerofoil using leading-edge rod,” Energy, vol. 174, pp. 246–260, 2019.
[9]        F. Harris and R. R. Pruyn, “Blade Stall-Half Fact, Half Fiction,” J. Am. Helicopter Soc., vol. 13, pp. 27–48, 1968.
[10]      T. Kim, S. Kim, J. Lim, and S. Jee, “Numerical investigation of compressibility effect on dynamic stall,” Aerosp. Sci. Technol., vol. 105, 2020.
[11]      J. Niu, J. Lei, and T. Lu, “Numerical research on the effect of variable droop leading-edge on oscillating NACA 0012 airfoil dynamic stall,” Aerosp. Sci. Technol., vol. 72, pp. 476–485, 2018.
[12]      G. Abdizadeh and S. Ghasemloo, “Improve aerodynamic coefficients on dynamic stall oscillating airfoil by using Plasma Actuator,” Aerosp. Knowl. Technol. J., vol. 10, no. 1, pp. 71–89, 2021.
[13]      K. Gharali and D. A. Johnson, “Dynamic stall simulation of a pitching airfoil under unsteady freestream velocity,” J. Fluids Struct., vol. 42, pp. 228–244, 2013.
[14]      K. Gharali and D. A. Johnson, “Numerical modeling of an S809 airfoil under dynamic stall, erosion and high reduced frequencies,” Appl. Energy, vol. 93, pp. 45–52, 2012.
[15]      E. Guilmineau, J. Piquet, and P. Queutey, “Unsteady Two-Dimensional Turbulent Viscous Flow Past Aerofoils,” Int. J. Numer. Methods Fluids - INT J Numer METHOD FLUID, vol. 25, pp. 315–366, 1997.
[16]      W. Wang, “Study on dynamics of vortices in dynamic stall of a pitching airfoil using Lagrangian coherent structures,” Aerosp. Sci. Technol., vol. 1, p. 106706, 2021.
[17]  Yadav, R. and A. Bodavula, Numerical investigation of the effect of triangular cavity on the unsteady aerodynamics of NACA 0012 at a low Reynolds number. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 2022. 236(6): p. 1064-1080.