بررسی عددی و تجربی روش برآمدگی‌های موجی شکل هم‌زمان در بهبود عملکرد آیرودینامیکی ملخ

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری،دانشگاه جامع امام حسین (ع)،تهران، ایران

2 استادیار، دانشگاه جامع امام حسین (ع)،تهران، ایران

3 دانشیار، دانشگاه جامع امام حسین (ع)،تهران، ایران

doi
چکیده

بهبود عملکرد ملخ به‌عنوان یکی از اجزاء اصلی پیشران پرنده‌ها همواره درحال‌توسعه قرار دارد. در این میان استفاده از راهکاری باقابلیت استفاده‌ در گسترة بالایی از انواع ملخ‌ و با امکان حفظ پارامترهای طراحی اولیه مفید است. در این تحقیق بررسی روش بهبود بازدهی لبه‌های موجی شکل هم‌زمان با ایدة اولیة الهام از طبیعت و مبنای ایجاد تغییر گام ذاتی در طول پرة ملخ چوبی با قطر 7/45 سانتی‌متر مبتنی بر روش‌های عددی و تجربی انجام شده است. در روش عددی از راهکار شبیه‌سازی قاب مرجع چرخان و حل معادلات ناویر - استوکس تراکم‌پذیر پایا با محاسبة عبارات تنش در معادلة مومنتوم از روش میانگین عدد رینولدز و روابط K-ω-SST استفاده شده است. این تحلیل ضمن بررسی استقلال نتایج از ابعاد و تعداد المان محاسباتی میدان‌های با قاب مرجع چرخان و ثابت اطراف ملخ نسبت به نتایج، دقت مناسبی در تخمین ضرایب عملکردی در مقایسه با آزمایش تجربی داشته است. آزمایش تجربی در تونل باد زیر صوت مرکز تحقیقات آیرودینامیک قدر با نسبت سطح ملخ به مقطع آزمون 2/0 برای محدوده‌ای از نسبت‌ پیشروی عملکردی ملخ انجام شد. داده‌برداری ضریب گشتاور و تراست با استفاده از بالانس متصل به موتور براشلس نسبت به تغییرات سرعت چرخش و سرعت جریان در تونل باد انجام شده است. نتایج افزایش بازدهی ملخ با مقادیر طول‌موج 10 میلی‌متر و دامنة 5 درجه در مقایسه با ملخ اولیه معادل 5/5 درصد در نسبت پیشروی مطابق با محدودة پروازی را نشان داد.