بررسی تجربی و عددی اثر موقعیت یخ‌زدگی بر ضریب پسا و جریان آشفته اطراف یک ایرفویل

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا

2 کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا

3 دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد

doi
چکیده

هنگام پرواز هواپیما در ارتفاعات بالا تشکیل یخ بر روی سطح بال یکی از پدیده‌های متداول است. در تحقیق حاضر اثر موقعیت یخ­زدگی روی سطح یک ایرفویل متقارن (0015 NACA)، بر میدان جریان اطراف آن با استفاده از روش های تجربی و عددی بررسی شده است. بدین منظور یک مدل یخ در مکان­های مختلف بر روی ایرفویل قرار گرفته و میدان جریان دنباله ایرفویل در چهار زاویه حمله مختلف 15، 10، 5 و 0 در عدد رینولدز 120000Re= بررسی شده است. با روش اختلاف مومنتوم، ضریب پسای مدل در حالت­های مختلف با اندازه گیری سیم داغ به دست آمده است. همچنین شبیه‌سازی­های عددی با استفاده از نرم افزار تجاری Fluent به صورت دو بعدی انجام شده است. نتایج به دست آمده از شبیه­سازی­های عددی و تجربی هم­خوانی خوبی با هم دارند. بررسی نتایج نشان می‌دهد که تغییر موقعیت یخ زدگی از نوک بال به سمت لبه فرار ایرفویل باعث افزایش ضریب پسا خواهد شد و افزایش زاویه حمله نیز اثر یخ­زدگی را تشدید می‌کند. مرئی سازی نشان می­دهد که جریان در محل تشکیل یخ از سطح مدل جدا شده و باعث تولید گردابه می‌شود. این گردابه در پشت یخ باعث ایجاد ناحیه کم فشار می‌شود. در نتیجه اختلاف فشار ناحیه کم فشار پشت یخ و ناحیه پر فشار جلوی یخ باعث ایجاد پسای اضافه خواهد شد.