بررسی عددی رفتار جریان در اطراف ایرفویل تغییرشکل پذیر الاستیک در راستای وتر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد از دانشگاه تبریز

2 عضو هیات علمی

چکیده

در پژوهش حاضر، جریان در اطراف ایرفویل تغییر شکل پذیر در رژیم گذر صوت به صورت عددی مطالعه شده و روش تعامل سیال-سازه برای تحلیل رفتار جریان در حین تغییر شکل ایرفویل به کار گرفته شده است. تمامی شبیه سازی ها در نرم افزار کامسول در حالت دوبعدی و به صورت پایا انجام یافته است. میدان جریان و ایرفویل تغییر شکل پذیر بر اساس فرمول بندی لاگرانژی-اولری قراردادی حل گردیده و بدلیل تطبیق سازی بهتر میدان جریان و مرز های تغییر شکل پذیر در این فرمول بندی، شبکه محاسباتی بعد از تغییر شکل اعوجاج کمتری دارد. مدل آشفته تک معادله ای Spalart-Allmaras که مدل مناسبی برای جریان های ایرودینامیکی است، برای حل جریان آشفته اطراف ایرفویل به کار گرفته شده است. برای مدل سازی تغییرشکل پذیری الاستیک در راستای وتر، ایرفویل توسط بار گسترده متغیر سهموی در لبه حمله و فرار ایرفویل بارگذاری می شود. مدل شبیه سازی شده با نتایج به دست آمده از ایرفویل صلب در زوایای حمله مختلف مقایسه شده و نتایج حاکی از بهبود قابل توجه پارامتر های ایرودینامیکی در مقایسه با ایرفویل صلب است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of Flow Behavior Around Elastic Deformable Airfoil in Chordwise Direction

نویسندگان [English]

  • Mir Hossein Negahban 1
  • Seyed Esmail Razavi 2
1 M.Sc. Graduate Student of University of Tabriz
2 Professor at University of Tabriz
چکیده [English]

Improvement of an airplane’s wing efficiency is one of the recent dominant steps toward the reduction of drag force and optimization of airflow and airborne structures interaction, as it has a functions similar to bird’s wings. In other words, these wings, in contrary with rigid ones which are currently being used, have the flexibility and consistency in various flight conditions.
In this sudy, Numerical simulation of transonic flow around chordwise morphing airfoil have been accessed. Fluid-Structure interaction for analyzing flow field behavior in conjunction with deformable airfoil is used. In this regard, a two-dimensional finite element model is established and the arbitrary Lagrangian–Eulerian formulation (ALE), in flow field and structure configuration is applied to accommodate the deforming boundaries. The procedure incorporates one-equation Spalart-Allmaras turbulence model. The preferable Mach number for transonic regime is 0.7. Chordwise elastic deformability by uniformly varying extended load on both leading and trailing edge is considered for deformation purposes. The model is validated against conventional rigid airfoil for different angles of attack and the comparisons show considerable improvement in aerodynamic characteristics and prove the efficiency of elastic morphing airfoil. All the simulations are carried out by COMSOL Multiphysics software.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Morphing airfoil
  • Transonic flow
  • Elastic deformation
  • compressible flow
  • Shock Wave