مطالعه پارامتری کنترل غیرفعال تداخل شوک و لایه مرزی بر ایرفویل با محفظه و سطح متخلخل در جریان گذر صوتی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، پژوهشگاه هوافضا، تهران

2 استادیار، پژوهشگاه هوافضا، تهران

چکیده

در این مقاله به مدل سازی عددی کنترل جریان بر روی یک ایرفویل NACA0012 به کمک سطح متخلخل در شرایط گذر صوتی پرداخته می-شود. حل جریان به صورت آشفته و در شرایط جریان پایا می‌باشد. بر اساس نتایج، استفاده از سطح متخلخل باعث می‌شود که اثر شوک نرمال قوی تشکیل شده روی سطح ایرفویل تضعیف شده و ضریب پسا حدود 21 درصد کاهش یابد. این روش همچنین باعث تعویق جدایش جریان می‌شود. البته تاوان این از بین رفتن اثرات تداخل شوک و لایه مرزی، کاهش ضریب برآ می‌باشد. در این مقاله به بررس تاثیر این روش کنترلی بر ضریب برآ و پسا به طریقه مدل‌سازی هندسی سطح متخلخل پرداخته می‌شود. کارایی این روش کنترلی به عوامل مختلفی از جمله پارامترهای هندسی بستگی دارد. بدین منظور در این مطالعه پارامتری به صورت دو بعدی به بررسی عمق محفظه، محل قرارگیری محفظه، طول محفظه، تعداد حفره سطح متخلخل و شکل هندسی محفظه پرداخته می‌شود. در نهایت نتایج مطالعه پارامتری پدیده نشان دهنده بهینه‌ترین عمق با 7/0 ضخامت ایرفویل، بهینه‌ترین حالت در قرارگیری محفظه در حالت سه چهارم محفظه در بالادست شوک، طول بهینه محفظه به اندازه 2/0 طول وتر ایرفویل می‌باشد. بررسی شکل هندسی محفظه‌های مختلف نشان می‌دهد که بهینه‌ترین شکل هندسی محفظه به شکل رمپ می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Gad M (1996) modern Developments In Flow Control. Applied Mechanics Reviews 49: 365-379.

[2] Inger GR, Zee S (1978) Transonic shock wave/turbulent boundary layer interaction with suction or blowing.  J Aircr 15(11): 750-754.

[3] Bahi L (1982) Passive shock wave/boundary layer control for transonic supercritical aerofoil drag reduction. Ph.D. dissertation, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York.

[4] Mabey DG (1971) Flow unsteadiness and model vibration in wind tunnels at subsonic and transonic speeds. ARC CP 1155.

[5]  Maay DG, Welsh BL, CRIPPS BE (1981) Periodic flows over a rigid 14% thick biconvex wing at transonic speeds.  RAE TR-81059.

[6] Sugmiller NL, Marvin JG, Levy LL (1978) Steady and unsteady transonic flow. AIAA J 16(12): 1262-1270.

[7] Krogmann P, Stanewsky Theide E (1985) Effect of suction on shock/boundary layer interaction and shock induced separation. J Aircr 22: 37-42.

[8] Theide P, Krogmann P, Stanewsky E (1984) Active and passive shock/boundary layer interaction control on supercritical aerofoils. AGARD-CP-365, 24-1 to 24-13.

[9] Lock RC, Williams BR (1987) Viscous-inviscid interactions in external aerodynamics. Prog Aerosp Sci 24: 51-171.

[10] Raghunathan S (1987) Pressure fluctuation measurements with passive shock/boundary layer control. AIAA J 25(4): 626-628.

[11] Raghunathan S, Mabey DG (1986) Buffet breathers for aerofoils. UK patent application No. 8600175.

[12] Raghunathan S (1986) Mean and Fluctuating Measurements in a passive Controlled Shock Boundary layer interaction. ICAS1.2.3.

[13] Bahi L, Ross JM, Nagamatsu T (1983) Passive shock wave/boundary layer control for transonic aerofoil drag reduction. AIAA-83-0137.

[14] Raghunathan S, Gray JL, Cooper RK (1987) Effect of inclination of holes on passive shock wave boundary layer control. AIAA-87-0437.{Carey, 1998 #8}

[15] Savu G, Trifu O, Dumitrescu Z (1983) Suppression of shock on transonic aerofoils. 14th Int. Symp. on Shock Tubes and Waves, Sydney, Australia.{Carey, 1998 #8}

[16] Savu G, Trifu O (1984) Porous aerofoils in transonic flow. AIAA J 22(7): 989-991.{Carey, 1998 #8}

[17] Chen CL, Chow YC, Holst TL, Van Dalsem WR (1985) Numerical study of porous aerofoils in transonic flow. NASA TM 86713.{Carey, 1998 #8}

[18] Chen CL, Chow YC, Van Dalsem WR, Holst TL (1987) Computation of viscous transonic flow over porous aerofoils. AIAA-87-0359.{Carey, 1998 #8}

[19] Doerfeer P, Szulc O (2006) Shock Wave Smearing By Wall Perforation. Arch Mech 58(6): 543-573.

[20] Doerfeer P, Szulc O (2010) Passive Control Of Shock Wave Applied To Helicopter Rotor High-Speed Impulsive Noise Reduction. Institute of fluid-flow machinery Polish Academy Of Sciences 14(3): 297-305.{Carey, 1998 #8}

[21] Nagamatsu HT, Dyer R, Troy N, Ficarra RV (1985) Supercritical aerofoil drag reduction by passive shock wave/boundary layer control in the Mach number range 0.754. AIAA 85-0207.{Carey, 1998 #8}

[22] Raghunathan S, Mabey OG (1986) Passive shock wave boundary layer control experiments on a circular arc model. AIAA-86-0285.

[23] Raghunathan S, Mabey DG (1987) Passive shock wave/boundary layer control on a wall mounted model. AIAA J 25(2): 275 -278.{Carey, 1998 #8}

[24] Harris CD (1981) Two-dimensional aerodynamic characteristics of the NACA 0012 airfoil. in the Langley 8-foot transonic pressure tunnel. NASA Technical Memorandum 81927.

 [25] Gan G, Saffa B (1997) Pressure loss characteristics of orifice and perforated plates. Exp Therm Fluid Sci 14(2): 160-165.