بهبود ضرایب آیرودینامیکی ایرفویل نوسانی در واماندگی دینامیکی با استفاده از عملگر پلاسمایی
نویسندگان
1 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 کارشناس ارشد / دانشگاه صنعتی مالک اشتر
doi
چکیده
یکی از روشهای نوین در زمینه کنترل جریان فعال استفاده از عملگر پلاسمایی است که به وسیله تزریق مومنتوم به لایه مرزی سبب جلوگیری از جدایش جریان میشود. هدف از این تحقیق، بررسی عددی استال دینامیکی روی ایرفویل 0012NACA در حالت نوسان پیچشی و برخی عوامل مؤثر بر آن در حضور عملگر پلاسمایی و بدون آن است. این عوامل فرکانس نوسان، دامنه نوسان و عدد رینولدز میباشند. همچنین ساختار میدان جریان و گردابههای ایجاد شده نیز برای درک بهتر چگونگی رخداد این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی به صورت دو بعدی و مدل آشفتگی مورد استفاده k-ω SST میباشد. از نتایج حاصله مشاهده میشود، زمانی که عملگر پلاسما حضور ندارد، با افزایش دامنه نوسان و فرکانس نوسان، واماندگی دینامیکی در زوایای حمله بالاتری اتفاق میافتد. همچنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب لیفت ایرفویل کاهش یافته و حلقه هیسترزیس نمودار ضریب لیفت بر حسب زاویه حمله کوچکتر میشود. اما در حضور عملگر پلاسمایی، استال دینامیکی اتفاق نمیافتد و ضرایب آیرودینامیکی بهبود مییابد. با بررسی ساختار جریان مشاهده میشود که عامل اصلی پدیده واماندگی دینامیکی تشکیل یک سری گردابههای کم فشار در لبه حمله و فروریزش این گردابهها به سمت انتهای ایرفویل و در نتیجه جدایش آنها از سطح ایرفویل میباشد. پس از گردابه اولیه، گردابه ثانویهای تشکیل میشود که موجب افزایش ناگهانی ضریب لیفت میگردد. اما زمانی که عملگر پلاسما روشن میشود، جدایش جریان به تاخیر افتاده و قدرت و اندازه گردابه کاهش بسیاری یافته است.