شبيه‌سازي عددي و بررسي تأثيرات مولد گردابه بر ضرايب آيروديناميكي روتور اصلي بالگرد در پرواز ايستا

Numerical Simulation and Investigation of the Effects of Vortex Generator on Aerodynamic Coefficients of the Main Helicopter Rotor in Hover

در تحقيق حاضر، اثرات مولدهاي گردابه بر نيروهاي آيروديناميكي روي روتور اصلي بالگرد در پرواز ايستا بررسي شده است. گردابه‌هاي اطراف پره‌هاي بالگرد تأثير بسزايي بر نويز و نيروهاي آيروديناميكي دارند. استفاده از مولدهاي گردابه يك روش مناسب براي كاهش اثرات جريان جداشده و گردابه‌اي اطراف روتور بالگرد است. در اين تحقيق مولدهاي گردابه داراي چهار چيدمان مختلف مي‌باشند. براي شبيه‌سازي جريان سه‌بعدي اطراف روتور اصلي هليكوپتر از نرم‌افزار فلوئنت استفاده شده است. شبكه‌هاي مورد استفاده به صورت شبكه‌ بي‌سازمان مي‌باشند. اعتبار سنجي با نتايج تجربي كاردونا و تانگ انجام شده است، به همين منظور از ايرفويل ناكا 0012 و زاويه حمله‌ °8 براي پره‌هاي روتور اصلي بالگرد استفاده شده است. در اين مطالعه نتايج حاصل نشان مي‌دهند كه استفاده از مولدهاي گردابه باعث كاهش قدرت گردابه و اندازه‌ي ابعاد گردابه‌هاي عرضي مي‌شود همچنين اين بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه ضريب پيشران و ضريب گشتاور پره‌هاي بالگرد نسبت به حالت بدون مولد گردابه به ترتيب افزايش و كاهش داشته است.

In present study, the effect of vortex generators on the aerodynamic forces of a helicopter's main rotor in hover is investigated. Vortices around blades have a significant effect on Noise and aerodynamic forces. Using vortex generators is an appropriate method for decreasing the influence of flow separation and vortex around a rotor. In this study, vortex generators include four different arrangements. The numerical simulation procedure of main rotors of the helicopter blades is done by using Fluent software. The mesh grid is used in the form of unstructured. A validation with Cardona and Tang results is done. For this reason, NACA 0012 airfoil and an attack angle of 8° are used for the blades of the main rotor. It can be revealed from the results that using vortex generators, a decrease in vortex power and dimensions of transverse vortices has occurred. Also, the results show that the thrust coefficient and torque coefficient of the helicopter blades compared to the Non-vortex generators mode has increased and decreased, respectively.