کاهش جدایش جریان و درگ کلی ایرفویل ناکا 4415 با ایجاد شیار بر روی آن
الموضوعات : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی
1 - هیئت علمی دانشگاه امام علی(ع)
الکلمات المفتاحية: ایرفویل ناکا 4415, افزایش راندمان ایرفویل, تغییر هندسی ایرفویل, تاثیر شیار, کاهش جدایش جریان ,
ملخص المقالة :
ایرفویل‌ها با توجه به هندسه خاص خود طوری طراحی شدهاند تا بتوانند به‌صورت بهینه نیروی لیفت ایجاد کنند و کارایی سازه‌های هوایی یا دریایی را بهبود بخشند. علاوه بر طراحی‌های استاندارد و رایج ایرفویل‌ها در صنایع مختلف، می‌توان برای افزایش بهره‌وری آنها را نیز بهینهسازی نمود. در این پژوهش، نیروی لیفت تولید شده توسط ایرفویل‌های شیاردار NACA 4415 که در هواپیماها، پهپادها و توربین‌های بادی کاربرد دارند، مورد بررسی قرارگرفته است. با استفاده از روش طراحی آزمایش فاکتوریل کامل، تأثیر تعداد و عمق شیارها بر نیروی لیفت در زوایای حمله مختلف و در یک عدد رینولدز ثابت ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که شیارها در برخی از زوایا منجر به افزایش چشمگیر نیروی لیفت شدهاند. به طوری که در زاویه حمله 13 درجه افزودن شیار به سطح ایرفویل می‌تواند نیروی لیفت را تا 31% افزایش دهد.
[1] R. E. Xu, "Numerical Simulation of Flow Over Airfoil and Its Optimization," Journal of Physics: Conference Series, vol. 2441, no. 1, p. 012004, 2023.
[2] A. Ghoddoussi, "A conceptual study of airfoil performance enhancements using CFD," AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, p. 4655, 2011.
[3] J. Ye, "Effects of Micro-Tab on the Lift Enhancement of Airfoil S-809 with Trailing-Edge Flap," Processes, vol. 9, no. 3, p. 547, 2021.
https://doi.org/10.3390/pr9030547 [4] M. R. A. Nabawy, "The role of the leading edge vortex in lift augmentation of steadily revolving wings: a change in perspective," J R Soc Interface, vol. 14, no. 132, p. 20170159, 2017 .
https://doi.org/10.1098%2Frsif.2017.0159 [5] T. Liu, "Evolutionary understanding of airfoil lift," Advances in Aerodynamics, vol. 3, no. 37, 2021. https://doi.org/10.1186/s42774-021-00089-4
[6] T. WU, "Lift performance enhancement for flapping airfoils by considering surging motion," Chinese Journal of Aeronautics, vol. 35, no. 9, pp. 194-207, 2022. https://doi.org/10.1016/j.cja.2021.11.015
[7] A. D. Paranjape, "Computational analysis of high-lift-generating airfoils for diffuser-augmented wind turbines," Wind Energy Science Conference, vol. 6, no. 1, p. 149–157, 2021. https://doi.org/10.5194/wes-6-149-2021
[8] C. Themistokleous, "A High-Lift Optimization Methodology for the Design of Leading and Trailing Edges on Morphing Wings," Appl. Sci., vol. 11, no. 6, p. 2822, 2021. https://doi.org/10.3390/app11062822
[9] P. Fz-Retana-Amescua, "Numerical study of high lift devices to improve airfoil aerodynamic performance," Energy Sources Part A-recovery Utilization and Environmental Effects, vol. 44, no. 4, pp. 9135-9155, 2022. https://www.doi.org/10.1080/15567036.2022.2129879
[10] P. Dosi, "Multi-objective Optimization of Aerofoil," Advances in Industrial and Production Engineering, pp. 801-811, 2021. https://www.doi.org/10.1007/978-981-33-4320-7_71
[11] Z. Wang, "Lift Enhancement of a Flat-Plate Airfoil by Steady Suction," AIAA Journal, vol. 55, no. 4, pp. 1355-1372, 2017. https://www.doi.org/10.2514/1.J055382
[12] M. A. Aziz, "Combined droop nose and trailing-edges morphing effects on airfoils aerodynamics," SN Applied Sciences, vol. 1, no. 9, pp. 1-14, 2019. https://www.doi.org/10.1007/S42452-019-0796-6
[13] M. Desalvo, "High-lift enhancement using active flow control," 6th AIAA flow control conference, p. 3245, 2012. https://www.doi.org/10.2514/6.2011-3355
[14] M. DeSalvo, "Enhancement of a high-lift airfoil using low-power fluidic actuators," 5th Flow Control Conference, p. 4248, 2010. https://www.doi.org/10.2514/6.2010-4248
[15] Z. Lei, "Lift enhancement of supersonic thin airfoil at low speed by co-flow jet active flow control," AIAA aviation 2021 forum, p. 2591, 2021. https://www.doi.org/10.2514/6.2021-2591
[16] Y. Yang, "Super-lift coefficient of active flow control airfoil: What is the limit?," 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, p. 1693, 2017. https://www.doi.org/10.2514/6.2017-1693
[17] Z. Wang, "Post-stall lift enhancement of a flat plate airfoil by suction," 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, p. 1269, 2015. https://www.doi.org/10.2514/6.2015-1269
[18] V. I. Kornilov, "Effect of air blowing and suction through single slots on the aerodynamic performances of an airfoil," Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, vol. 60, pp. 871-881, 2019. https://www.doi.org/10.1134/S0021894419050109
