مدل‌سازي عددي جريان تراكم پذير، غير لزج حول يك ايرفويل در زواياي حمله مختلف

Numerical study of compressible, non-slipstream flow around a wing in different angle of attack

در اين مقاله به بررسي جريان پاياي تراكم‌پذير حول يك مقطع از سطح برآزا با استفاده از روش عددي پرداخته شده است. شبيه‌سازي با استفاده از روش حجم محدود به كمك نرم افزار گمبيت و فلوئنت انجام شده است. در حوزه مهندسي مكانيك، بررسي جريان حول اجسام و تحليل اندركنش ميان سازه و سيال از جمله مسائل مهم مهندسي محسوب شده كه در گستره بسيار وسيعي از حوزه هاي تخصصي از جمله انرژي و سيالات، هوافضا، ايروديناميك، هيدروديناميك و مهندسي دريا ظاهر مي شوند. به اين صورت كه براي طراحي سازه ي مورد نظر كه در جريان قرار مي گيرد و يا جريان از درون آن عبور مي كند، نيروهاي ايروالاستيك ايجادشده مي بايست از معيارهاي طراحي تجاوز نكند. در اين پژوهش، جريان تراكم پذير، غير لزج و پايا حول يك ايرفويل در زواياي حمله مختلف، بصورت عددي شبيه سازي شده است. نتايج براي عدد ماخ 5/0 در زواياي حمله 0، 2 درجه ارائه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش زاويه حمله از صفر به دو درجه اين موج شوك كماني بر روي ميانه قوس بالايي براي ماخ جريان آزاد يكسان شديدتر و در در زير ايرفويل بسيار ضعيف تر مي باشد. همچنين لازم به ذكر است كه اين شوك براي ماخ 5/0 در ابتداي لبه ها و براي ماخ 8/0 در پايين دست تر و مختصات x/c حدوداً 5/0 اتفاق مي افتد. افزايش زاويه حمله در هر ماخ باعث افزايش تنش برشي و كرنش الاستيك در مقطع زيرين بال مي‌شود. از طرفي در يك زاويه حمله و عدد ماخ مشخص، بيشترين تنش اصلي و كرنش الاستيك در نزديكي نوك مقطع بال اتفاق مي‌افتد. اين در حالي است كه در زاويه حمله صفر بيشترين تنش برشي صفحه xy در وسط مقطع ايجاد مي‌شود.