بررسي تاثير فلپ هوشمند در ايرفويل نمونه هواپيماي جنگنده

A study of the effects of smart flap on model airfoil of fighter

در تحقيق حاضر، بعد از معرفي مفهوم هوشمندسازي و بررسي مدل‌هاي گوناگون نحوه انجام آن، از تير يك‌سر‌گيردار جهت هوشمندسازي با استفاده از نرم‌افزار متلب استفاده شده و كد هوشمند ساز بر روي ايرفويل موردنظر اعمال شده است. بعد از فرآيند مدل‌سازي، در هر دو حالت دوبعدي و سه‌بعدي، و در زواياي فلپ متفاوت(0 الي 10 درجه)، فرآيند شبكه‌بندي با استفاده از روش جبري H-grid در نرم‌افزار گمبيت انجام شد. جريان از نوع دائم، متلاطم، بي‌در رو، و تراكم‌ناپذير فرض شده است و الگوريتم حل معادلات فشار مبنا انتخاب شده است. دليل مطالعه سه‌بعدي در اين تحقيق، ايجاد شرايط شبيه‌سازي دقيق‌تر و لحاظ نمودن اثرات سه‌بعدي مي‌باشد. علاوه براين به دليل نحوه خاص اتصال بال به بدنه در قسمت ريشه، مدل‌سازي بال به طور جداگانه، پيچيدگي‌هاي زيادي را تحميل مي‌كند. هم‌چنين مدل آشفتگي نيز k-ε در نظر گرفته شده است. در اين تحقيق بررسي عملكرد فلپ هوشمند، در هر دو حالت نزديك به زمين و شرايط آزاد صورت پذيرفته است. مقايسه نتايج و مشخصه‌هاي آيروديناميكي بال با فلپ هوشمند و بال با فلپ معمولي در نرم‌افزار فلوئنت، نشان مي‌دهد كه ضريب برآ به صورت قابل ملاحظه‌اي(در حدود 16 درصد) افزايش يافته است، اما تغييرات ضريب پسا بسيار ناچيز مي‌باشد كه در نهايت منجر به بهبود چشم‌گير نسبت ضريب برآ به پسا(L/D) شده است. هم‌چنين بررسي گراديان‌هاي فشار و سرعت در مقاطع مختلف، نشان مي‌دهند كه فرآيند هوشمند سازي بسيار موفق بوده و در مقايسه با فلپ معمولي توزيع بهتري صورت پذيرفته است.

In this study, after introducing the concept of smartening and examining various models of how to do this, a cantilever beam has been used for the smartening,using MATLAB. Then, the smart code is applied to the desired airfoil and after the flap modeling process, at different flap angles, the meshing process using the H-grid method was done in Gambit software. The flow is assumed to be constant, turbulent, adiabatic and incompressible, and the equation solving algorithm is selected pressure-based. The reason for the three-dimensional study in this research is to create more accurate simulation conditions and to consider three-dimensional effects. In addition, due to the special position the wing is attached to the body at the root, modeling the wing separately imposes a lot of complexity. The turbulence model is also considered k-ε. In this research, the performance of the smart flap has been investigated in both near ground and open conditions. Comparison of the results and aerodynamic characteristics of the wing with the smart flap and the wing with the normal flap in Fluent software, shows that the lift coefficient has increased significantly (about 16%), but the changes in the drag coefficient are very small. Finally, it has led to a significant improvement in the ratio of lift to drag (L/D). Also, the study of pressure and velocity gradients at different sections shows that the intelligentization process is very successful and has a better distribution compared to conventional flaps.