بررسی رشد یخ روی بال مستطیلی NACA0020 بدون بالک و با بالک و تأثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین
نویسندگان
1 استاد تمام گروه مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
doi
چکیده
در این تحقیق، رشد یخ روی بال پهپاد بدون بالک و با بالک راکتی و تأثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین توسط یک روش عددی بررسی شده است. پیکربندی بال به صورت مستطیلی بوده و از سطح مقطع ناکا 0020 استفاده و شبیهسازیها با روش عددی مبتنی بر روش حجم محدود، الگوریتم فشار مبنا و اسکیم بالادستی مرتبه دو برای محاسبه شار همرفتی انجام شدهاند. در روش عددی مذکور جریان به صورت آشفته در نظر گرفته و از مدل آشفتگی اسپلارت آلماراس استفاده شده است. برای مدلسازی یخ از نرم افزار تجاری فنساپ که سیستم شبیهسازی یخ به روش مدولار است، استفاده شده است. شبیهسازی تجمیع یخ، فرآیندی دارای تکرار است که شامل محاسبات متوالی جریان هوا، مسیر قطرات آب، بازده جمعآوری و تعادل انتقال حرارت برای تعیین شکل یخ تجمع یافته است. محاسبات در عدد رینولدرز 5^10 ×34/2 در زاویه حمله 10 صورت گرفته است. نتایج نشان میدهد که پروفیل یخ تولید شده روی لبه حمله بالواره به دلیل فرورفتگیهای بالا و پایین توده یخ، باعث ایجاد یک جریان چرخشی در این ناحیه شده که باعث افزایش ضریب پسای فشاری و کاهش ضریب برآ نسبت به بال بدون یخ می شود. قرار دادن بالک راکتی روی بال با تغییر جریان هوا و کاهش مقاومت هوا از طریق کنترل گردابههای القایی که از نوک بال تولید میشوند، نیروی برآ را افزایش و نیروی پسا را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش سرعت جریان شده و در نهایت به کاهش میزان یخ زدگی بال کمک میکنند.