مطالعه عددی اثر چیدمان تولیدکننده های ورتکس بر مشخصه های آیرودینامیکی خودرو
محورهای موضوعی : انتقال ارتعاشات
مرتضی خیاط
1
(
گروه مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
)
کلید واژه: جدایش, ضریب پسا, ضریب برآ, لایه مرزی, تولیدکننده ورتکس,
چکیده مقاله :
وسایل نقلیه زمینی در دسته‌بندی اجسام بلوکه‌کننده جریان قرار می‌گیرند. هنگامی که یک وسیله نقلیه رو به جلو حرکت می‌کند حرکت هوا در اطراف آن گرادیان فشار تولید می‌کند که در طول بدنه متغیر است. این مسئله می‌تواند منجر به جدایش و پیدایش ناحیه برخاستگی آشفته در قسمت عقب خودرو گردد. مطالعه حاضر اثرات آیرودینامیکی تولیدکننده‌های ورتکس و تغییر چیدمان آن‌ها را در حالت‌های مختلف 6 و 15 عددی هرکدام با آرایش‌های خطی، مستطیلی و مثلثی بر روی قسمت پشتی یک مدل خودرو به صورت عددی بررسی می‌کند. برای تحلیل تغییرات ضرایب پسا و برآی حاصل از آرایش‌های مختلف تولیدکننده‌های ورتکس از روش معادلات متوسط‌گیری‌شده رینولدز و مدل‌های مغشوش استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند بهترین حالت برای کاهش نیروی پسا مربوط به حالت 6 تولیدکننده ورتکس با آرایش خطی و مثلثی است که ضریب پسای آیرودینامیکی را نسبت به مدل خودرو بدون تولیدکننده ورتکس به میزان 2% کاهش می‌دهد. بهترین حالت برای بهبود نیروی پایین‌بر به منظور افزایش پایداری خودرو نیز مربوط به چیدمان 15 تولیدکننده ورتکس با آرایش مستطیلی می‌باشد که ضریب برآی آیرودینامیکی را در مقایسه با مدل خودرو بدون تولیدکننده ورتکس به میزان23/1% کاهش می‌دهد. همچنین با افزایش تعداد تولیدکننده‌های ورتکس از 6 به 15 عدد، ضرایب پسا به صورت کلی افزایش می‌یابند.
Land vehicles are among the blunt body objects. When a vehicle moves forward, the movement of air around it produces a pressure gradient that varies along the body. This can lead to separation and appearance of a turbulent wake region in the rear of the vehicle. The present study numerically investigates the aerodynamic effects of vortex generators and their arrangement in different positions of 6 and 15 numbers, each with linear, rectangular and triangular arrangements on the back of a car model. Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and turbulent models have been used to analyze the changes in drag and lift coefficients obtained from different arrangements of the vortex generators. The results show that the best case for reducing the drag force is related to 6 numbers of vortex generators with linear and triangular arrangement, which reduces the drag coefficient by 2% compared to the car model without vortex generators. In addition, the best case to improve the downforce; in order to increase the stability of the car, is the arrangement of 15 vortex generators with a rectangular alignment, which reduces the lift coefficient by 23.1% compared to the car model without the vortex generator. Also, with increasing the number of vortex generators from 6 to 15, the drag coefficients generally increase.
_||_
