مطالعه عددی عملکرد آیرودینامیکی یک بال ریز پرنده دارای ساختار هندسی گسسته با قابلیت مورفینگ
نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس دانشکده مهندسی مکانیک
2 دانشگاه تربیت مدرس
doi
چکیده
در طبیعت وجود مورفینگ در بال پرندگان کلید پرواز بهینه و اجرای مانورهای دشوار میباشد. یک روش مورفینگ، تغییر شکل در بال و دم پرنده از طریق پرها میباشد که عمدتاً بهمنظور تغییر مسیر اجرا میشود. در این پژوهش عملکرد یک بال مشابه پرندگان که بهجای پرها نوارهای گسسته در آن تعبیه شده است، با روش عددی مطالعه شده است. این ساختار که بال با هندسه گسسته نام دارد، میتواند با چرخش نوارها حول مفصل، زاویه سوییپ انتهای بال و سطح بال را تغییر داده و عمل مورفینگ را بهخوبی اجرا نماید. در اینجا نشان داده شده که این ساز و کار ساده میتواند در بهبود عملکرد آیرودینامیکی و نیز در ارایه توان کنترلی برای مانورهای طولی و عرضی کارآمد باشد. ابتدا هندسه مبنا و شیوه حل عددی مناسب انتخاب شده و نتایج اولیه با دادههای مرجع اعتبار سنجی شده است. در ادامه با رویکرد مورفینگ، مطالعه پارامتری حول متغیرهای زاویه حمله و زاویه سوییپ انجام شده است. کمیتهای عملکردی شامل ضرایب نیرو و راندمان آیرودینامیکی است. وجود مورفینگ امکان بهبود راندمان به میزان 13 درصد را فراهم ساخته است. شبیهسازی جریان حول بال گسسته در زوایای مورفینگ متنوع و برای 2 زاویه حمله بهصورت پایا و ناپایا ارایه و مقایسه شده است. بر مبنای نتایج این پژوهش میتوان در گام بعدی قابلیت کنترل پرنده در مانورهای طولی و عرضی را بر اساس ساز و کار ساده مورفینگ پیشنهاد شده بررسی نمود.
