بررسي عددي تنش ها و كرنش هاي ايجاد شده حول يك مقطع از سطح برآزا در عدد ماخ و زاويه حمله مختلف

در اين مقاله به بررسي تنش ها و كرنش هاي ايجاد شده بر روي بال در عدد ماخ و زاويه حمله مختلف با استفاده از روش عددي پرداخته شده است. شبيه سازي اوليه با استفاده از روش حجم محدود به كمك نرم افزار گمبيت و فلوينت انجام شده است سپس بارگذاري ايجاد شده بر روي بال كه در نرم افزار فلوينت براي عددهاي ماخ 5/0 و 8/0 و زواياي حمله گوناگوني مدلسازي و محاسبه شده است، بر روي هندسه بال در نرم افزار استاتيك استراكچرال قرار داده شده و مدلسازي انجام شده است. اندركنش ميان سازه و سيال، مي تواند پايا و يا نوساني باشد. در اثرات متقابل نوساني، كرنش القاء شده در جسم جامد، موجب جابجايي هايي در جسم جامد مي شود؛ به گونه اي كه منشا كرنش تضعيف شود و سازه به حالت اوليه خود بازگردد و مجددا اين فرآيند ادامه يابد. اندركنش ميان سازه و سيال، از جمله ملاحظات ضروري در طراحي بسياري از سيستم هاي مهندسي مانند هواپيما، موتورها و پل ها مي باشد. عدم در نظر گرفتن تقابلات نوساني ميان سازه و سيال مي تواند سانحه ساز باشد؛ به خصوص در سازه هايي كه داراي مواد در معرض خستگي هستند. بال هاي هواپيما و پره هاي توربين مي توانند در اثر اندركنش ميان سازه و سيال، بشكنند.در اين پژوهش، جريان تراكم پذير، غير لزج و پايا حول يك ايرفويل در زواياي حمله مختلف، بصورت عددي شبيه سازي شده و در ادامه به بررسي شرايط استاتيكي بارگذاري هاي حاصل از جريان سيال بر روي بال با زاويه حمله 0، 2، 5 درجه و عدد ماخ 5/0 و 8/0 پرداخته و نتايج توزيع تنش وان مايسز و مقادير حداكثر و حداقل آن مورد بررسي قرار مي گيرد. نتايج نشان مي دهد افزايش زاويه حمله در هر ماخ باعث افزايش تنش برشي و كرنش الاستيك در مقطع زيرين بال مي شود. از طرفي در يك زاويه حمله و عدد ماخ مشخص، بيشترين تنش اصلي و كرنش الاستيك در نزديكي نوك مقطع بال اتفاق مي افتد. اين در حالي است كه در زاويه حمله صفر بيشترين تنش برشي صفحه xy در وسط مقطع ايجاد مي شود.

In this paper, the stresses and strains created on the wing in Mach number and different angle of attack are investigated using numerical methods. The initial simulation was carried out using a finite volume method with the help of Gambit and Fluoent software. Then, the loading on the wing was modeled and calculated in the flute software for Mach number 0, 5 and 0.8, and various angles of attack. The geometry of the wing is placed in the Static structural software and the modeling is done. The interaction between the structure and the fluid can be sustained or oscillating. In oscillatory interactions, the solid-state induced strain causes displacements in solids; so that the strain originates and the structure returns to its original state and this process continues again. The interaction between structure and fluid is one of the essential considerations in the design of many engineering systems, such as aircraft, engines and bridges. Failure to consider oscillation conflicts between the structure and the fluid can be a disaster, especially in structures that contain materials that are exposed to fatigue. Airplane wings and turbine blades can break through the interaction between the structure and the fluid. In this study, a compressible, non-slippery and stable flow around an airfoil at various angles of attack was simulated numerically and then examined the static conditions of loading of the fluid flow on the wing with an angle of attack of 0, 2, 5 degrees Mach number is 0.5 and 0.8, and the results of the Van Nij's stress distribution and its maximum and minimum values are investigated. The results show that increasing the angle of attack in each Mach increases the shear stress and the elastic strain in the lower wings. On the other hand, at an angle of attack and a specified Mach number, the highest tensile stress and elastic strain occur near the tip of the wing section. At the same time, at the angle of zero, the greatest shear stress on the xy is in the middle of the cross section.