بررسي تجربي اثرات چيدمان مولدهاي گردابه بر رفتار جريان گردابه‌اي اطراف يك جسم تقارن محور

Experimental Investigation of the Effects of Arrangement of Vortex Generators on Behavior of a Vortical Flow around an Axisymmetric Body

اجسام تقارن محور، شبيه زيردريايي­ ها، در زواياي حمله بالا با جدايش سه­ بعدي لايه مرزي و ساختارهاي جريان گردابه ­اي بزرگ در اطراف جسم مواجه مي شوند كه تاثير بسزايي در نيروها و ممان­ هاي جسم دارد. اين جريان گردابه ­اي روي نويز، پسا و مانورپذيري جسم اثرگذار است. يك روش مناسب براي كاهش اثرات جريان جداشده و گردابه­ اي استفاده از مولدهاي گردابه است. مولدهاي گردابه داراي چيدمان­هاي مختلفي، از جمله چرخش هم­ راستا و چرخش غيرهم ­راستا، مي­ باشند. در تحقيق حاضر، به كمك روش تجربي و با استفاده از پراب پنج حفره، ميدان جريان در اطراف يك مدل زيردريايي استاندارد با استفاده از چيدمان­ هاي مختلف مولدهاي گردابه در زواياي حمله °20°≤α≤0 بررسي شده ­است. استفاده از پراب پنج حفره در مطالعه حاضر به بررسي فيزيك اثر چيدمان­ هاي مولدهاي گردابه روي ساختار گردابه ­هاي تشكيل­ شده در اطراف جسم تقارن محور كمك نمود. نتايج حاصل از اين مطالعه نشان مي­دهد كه استفاده از مولدهاي گردابه با چيدمان چرخش غيرهم­ راستا باعث كاهش قدرت گردابه، اندازه ابعاد گرادبه ­هاي عرضي و نيروي پسا مي­ شود.

Axisymmetric bodies, like submarines, at high angles of attack have been characterized by three-dimensional boundary layer separation and large vortical structures, which have an important effect on forces and moments. This vortical flow affects acoustics, drag, and maneuverability. A suitable way to reduce the effect of this separated and vortical flow is to use vortex generators, which have different arrangements, such as counter-rotating and co-rotating. The present study aimed to investigate flow field around a standard model employing vortex generators with different arrangements, using a five-hole probe at 0°≤ α ≤20°. Application of five hole probe method can help to precisely study the structure of vortical flow field. The results show that counter-rotating vortex generators do indeed significantly reduce the strength of vortex, size of cross-flow vortices, and drag force.