بررسی تجربی اثرات سربالک منحنی دوباله در گردابه های نوک بال ریز پهپاد با جریان سنج سیم داغ

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

چکیده

سربالک‌ها یکی از ابزارهای مورد استفاده برای کاهش اثرات گردابه‌های نوک بال می‌باشند. در این پژوهش، به بررسی تجربی اثرات نصب سربالک منحنی دوباله بر روی یک مدل ریز پهپاد به‌منظور کاهش گردابه‌های نوک بال پرداخته شده است. آزمایش‌ها در یک تونل باد مدارباز در سرعت 16 متر بر ثانیه و در زاویه حمله 10 درجه انجام شده است. عدد رینولدز بر اساس وتر آئرودینامیکی متوسط بال 38000 می‌باشد. به‌منظور اندازه‌گیری سرعت متوسط و شدت اغتشاش‌ها، از دستگاه جریان‌سنج سیم داغ یک‌بعدی استفاده شده است. نتایج برای حالت بدون نصب سربالک نشان‌گر یک ساختار گردابه‌ای شکل در پشت بال است که به دلیل اختلاف فشار ایجاد شده بر روی سطوح بالایی و پایینی بال است. شدت اغتشاش‌ها در مرکز گردابه به بیشینه مقدار خود می‌رسد که با فاصله گرفتن از مدل این مقدار کاهش می-یابد. نتایج نشان می‌دهند که در حضور سربالک دو ساختار گردابه‌ای شکل در اطراف بال به وجود می‌آید که گردابه‌‌ی بزرگ‌تر در اطراف بالک پایینی و گردابه‌ی کوچک‌تر در اطراف نوک بالک بالایی تشکیل‌ شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Monttinen JT (2004) Computational study of the effect of winglets on the performance of micro-aerial vehicles.

[2]  Whitcomb RT (1976) A design approach and selected wind tunnel results at high subsonic speeds for wing-tip mounted winglets.

[3]  Weierman J, Jacob J (2010) Winglet design and optimization for UAVs, M.Sc. Thesis, Oklahoma State University, Oklahoma.

[4]  Salmani F, Bak Khoshnevis A (2016) Experimental investigation of the velocity profile and turbulence intensity wake of S823 airfoil at different Reynolds and angle of attack. J Mechanical Engineering 47(2): 103-112. (In persion)

[5]  Bojja A, Garre P (2013) Analysis on reducing the induced drag using the winglet at the wingtip. Int J Eng Res Technol (IJERT) 2(12): 95-103.

[6]  Pragati P, Baskar S (2015) Aerodynamic analysis of blended winglet for low speed aircraft. Proceedings of the World Congress on Engineering.

[7]  Latek B (2001) Experiments on low-Reynolds-number aerodynamics for micro aerial vehicles,  Ph.D Thesis, Arizona State University.

[8]  Esfeh MK, Dehghan A, Manshadi MD, Mohagheghian S (2012) Visualized flow structure around and inside of one-sided wind-catchers. Energy and Build 55: 545-552.

[9]  Dehghan A, Esfeh MK, Manshadi MD (2013) Natural ventilation characteristics of one-sided wind catchers: experimental and analytical evaluation. Energy and Build 61: 366-377.

[10] Movahedi A, Sohankar A, Dehghan Manshadi M (2014) Experimental investigation of turbulent flow around a 3D square cylinder with wall effect. J Mechanical Engineering 30(1): 65-77. (In persion)

[11] Manshadi MD, Eilbeigi M, Sobhani MK, Zadeh MB, Vaziry MA (2016) Experimental study of flow field distribution over a generic cranked double delta wing. Chin J Aeronaut 29(5): 1196-1204.

[12] O'Regan M, Griffin P, McNicholas G, Young T (2012) Experimental/Numerical investigation of a wingtip vortex in the near-field. 30th AIAA Applied Aerodynamics Conference, New Orelands, Louisiana.

[13] Yahaya N, Sheriff JM (2012) Flow behaviour around winglets. J Mekanikal 34: 95-100.

[14] Muthusamy N, Kumar SV, Senthilkumar C (2015) Force measurement on aircraft model with and without winglet using low speed wind tunnel. Int J Eng Technol 6(6): 2521-2530.

[15] Chow JS, Zilliac GG, Bradshaw P (1997) Mean and turbulence measurements in the near field of a wingtip vortex. AIAA J 35(10): 1561-1567.

[16] Tani I (1964) Low-speed flows involving bubble separations. Prog Aerosp Sci 5: 70-103.

[17] Huang RF, Lin CL (1995) Vortex shedding and shear-layer instability of wing at low-Reynolds numbers. AIAA J 33(8): 1398-1403.

[18] Anderle P, Smrcek L, Coton F (2005) Data acquisition system and experimental set-up for wind tunnel study of 304CZ Sailplane's winglets. Technical Soaring 29(3): 68-77.

[19] Selig MS (1996) UIUC airfoil data site: Department of Aeronautical and Astronautical Engineering University of Illinois at Urbana-Champaign.

[20] Jahanmiri M (2011) Aircraft drag reduction: an overview. Chalmers University of Technology.

[21] Tyagi H, Liu R, Ting DS, Johnston CR (2006) Measurement of wake properties of a sphere in freestream turbulence. Exp Therm Fluid Sci 30(6): 587-604.

[22] Yavuzkurt S (1984) A guide to uncertainty analysis of hot-wire data. J Fluids Eng 106(2): 181-186.

[23] Jorgenson F (2004) How to measure turbulence with hot wire anemometers. Dantec Dynamics.