بررسي تجربي ميدان جريان اطراف سطوح مقطع بال سنجاقك در اعداد رينولدز پايين با استفاده از تكنيك PIV

Experimental Investigation of the Flow Field around the Dragonfly Wing Cross-sections at Low Reynolds Numbers Using PIV Techniques

در اين تحقيق به‌منظور بررسي عملكرد آئروديناميكي سطوح مقطع بال سنجاقك و فهم چگونگي فيزيك جريان حول آن‌ها، پارامترهاي متنوعي از جمله ضرايب برآ و پسا، ميدان سرعت و ميدان ورتيسيته به‌صورت تجربي در رينولدزهاي 3300، 6700، 10000، 13300 و در محدوده‌ي زواياي حمله 0 تا 30 درجه صورت گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند كه عملكرد آئروديناميكي سطح مقطع اول نسبت به سطح مقطع دوم در اكثر اعداد رينولدز و زواياي حمله بهتر بوده است. همچنين در سطح مقطع اول نسبت به سطح مقطع دوم جدايش به تأخير افتاده است. عملكرد مطلوب سطح مقطع اول ناشي از چين‌خوردگي‌هاي زياد در طول كمتر است. رفتار ضرايب برآ و پسا در رينولدزهاي پايين بر اساس زاويه حمله، خطي است ولي با افزايش هرچه بيشتر عدد رينولدز، اين رفتار غيرخطي‌تر مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه سطح مقطع اول جايگزين مناسبي براي صفحه تخت در ريز پرنده‌ها است.

In this study in order to investigate dragonfly cross section aerodynamic performance and understanding of flow physics around them, variety of factors such as drag and lift coefficients, velocity and vorticity field in Reynolds of 3300, 6700, 10000, 13300 in angles of attack of 0 to 30 degree are used. Results have shown that aerodynamic performance of first cross section in comparison to second cross section was better in most of the Reynolds and angle of attack. Good performance of first cross section is due to having more corrugation in less length. Drag and lift coefficients, based on the angle of attack, follow a linear pattern but with increasing the Reynolds number they follow a more nonlinear pattern. Results showed that first cross section is an appropriate alternative for MAVs.