بررسي اثر ضخامت، انحنا و محل ماكزيمم ضخامت برروي بال نامحدود موج دار

Investigation of Thickness, Camber and Maximum Proximity Effect on Infinite Wavy Wing

ميكروپرنده‌ها از نظر ابعادي اندازه كوچكي داشته و با توجه به جثه‌ي كوچك و سرعت پروازي كمِ آن‌ها، معمولاً از جنبه نيروهاي آيروديناميكي همواره با مشكلات زيادي روبه‌رو هستند و در زواياي حمله پايين دچار واماندگي مي‌شوند. به منظور افزايش قدرت مانورپذيري و بهبود عملكرد ريزپرنده‌هاي بال ثابت، از يك روش كنترل غير-فعال به عنوان موج دار كردن لبه حمله، بر روي بال‌هاي آن ها استفاده شده كه پديده واماندگي را خنثي مي كند ولي با تشكيل حباب‌هاي جدايش آرام در زواياي قبل از زاويه واماندگي، منجر به كاهش ضريب برآ و افزايش ضريب پساي بال مي‌شود. هدف از اين تحقيق اين است كه ميزان اثرگذاري پارامترهاي هندسي بالواره پايه نظير ضخامت، محل ماكزيمم ضخامت و انحناي بالواره بر روي عملكرد آيروديناميكي بال نامحدود با لبه حمله موج‌دار در زاويه قبل از واماندگي بررسي شود. لذا شبيه‌سازي عددي حول يك بال نامحدود به روش حجم محدود و با استفاده از مدل توربولانسي شبيه‌سازي ادي جداشده صورت پذيرفت. نتايج حاصله نشان دادند كه افزايش ضخامت و محل ماكزيمم ضخامت منجر به بهبود عملكرد آيروديناميكي ميكروپرنده به ترتيب حدود 10% و 20% شده است ولي افزايش انحناي بالواره مبنا تا حدود 4% اثر معكوس داشته است. همچنين تغييرات ضرايب آيروديناميكي نشان مي‌دهند كه به محل ماكزيمم ضخامت بيشترين حساسيت را دارند.

Micro aerial vehicles are small in size, and with due attention to their small size and low flight speed, they are usually confronted by many problems in terms of aerodynamic forces, and their stall occurs in low angles of attack. In order to increase the maneuverability and improve the performance of fixed-wing Micro Aerial Vehicles (MAV), a passive control method is used as waving the leading edge on their wings which neutralizes the phenomenon of the stall. However, the formation of laminar separation bubbles at pre-stall angles leads to a decrease in the lift coefficient and increase the drag coefficient of the wing. The main goal of this study is to investigate the impact rate of base airfoil geometrical parameters such as thickness, maximum proximity and camber of the airfoil on the aerodynamic performance of the infinite sinusoidal wing’s leading edge at the pre stall. Therefore, numerical simulation of an infinite wing was taken place by finite volume method and using the detached eddy simulation turbulence model. The results demonstrated that increases in thickness and maximum proximity leads to improve micro aerial vehicle aerodynamic performance about 10% and 20% respectively. However, increasing the base airfoil camber had a 4% reverse impact. Also, changes in aerodynamic coefficients show that they have the most sensitivity to maximum proximity.