شبیه سازی عددی و بررسی عملکرد آیرودینامیکی پره های الهام گرفته شده از بال حشرات

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 گروه هوافضا،دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران،تهران،ایران

2 دانشکده علوم و فناوری های میان رشته ای ، دانشگاه تهران

3 استادیار دانشگاه تهران

10.22044/jsfm.2024.13786.3806

چکیده

یکی از روش‌های قابل استفاده در بهبود عملکرد آیرودینامیکی پره‌های پرنده‌های بدون سرنشین کوچک، الهام از بال گونه‌های متفاوت از جانوران مانند پرندگان و حشرات است. پژوهش حاضر به بررسی عملکرد آیرودینامیکی پره‌های الهام گرفته شده از بال حشرات می‌‌پردازد و تاثیرات شکل پره‌‌ها بر نیروی پیشران، گشتاور و بازدهی پره‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش از شکل بال چهار گونه حشرات شامل همیپترا، اورتوپترا و نئوروپترا الهام گرفته شده است. شبیه‌سازی عددی با استفاده از تکنیک قاب مرجع متحرک ( Multiple Reference Frame ) و مدل‌سازی آشفتگی k-ω SST در شرایط هاور و در بازه‌ی سرعت دورانی 4000 تا 8000 دور بر دقیقه برای پره با قطر 24/0 متر و ایرفویل Eppler E63 تعریف شده است. اعتبار سنجی نتایج شبیه‌سازی عددی با استفاده از نتایج تجربی بر روی پره DJI Phantom 3 انجام شده است و نتایج با دقت قابل قبولی با نتایج دیگران ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که پره‌های الهام گرفته شده، دارای نیروی پیشران بیشتر و در یک نیروی ثابت، پره‌های الهام گرفته شده دارای سرعت دورانی کمتری هستند. پره نئوروپنرا با در نظر گرفتن معیار بازدهی پره، با 74/6 درصد بهبود نسبت به پره DJI Phantom 3 دارای بهترین عملکرد است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مکانیک سازه ها و شاره ها

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 10 اردیبهشت 1403

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار