بررسي تجربي ساختار گردابه هاي روي يك مدل زيرسطحي

Experimental investigation of the vortex structure on a submersible model

بررسي ميدان جريان اطراف اجسام خط جرياني تقارن محوري كه تشكيل دهنده بدنه اصلي هواپيماها و زيردريايي ها مي باشد مورد توجه محققان زيادي قرار دارد. اين تحقيق سعي دارد تا با استفاده از دو روش مريي‌سازي، ميدان جريان ايجاد شده در اطراف يك مدل زيرسطحي استاندارد را در زواياي حمله مختلف بررسي كند. با بهره گيري از روش مريي‌سازي جريان دود توسط نور ليزر در يك تونل عمودي، ساختارهاي گردابه اي تشكيل شده در اطراف اين مدل در زاويه حمله 40 درجه به صورت كيفي بررسي شده است. آشكارسازي خطوط ميدان تنش برشي بر روي سطح مدل نيز با استفاده از روغن و رنگدانه در زواياي حمله °30 ? ? ? 0 انجام شده است. استفاده از دو روش تجربي مريي‌سازي در اين تحقيق به درك بيشتر ميدان سه بعدي گردابه‌هاي تشكيل شده در اطراف يك مدل زيرسطحي كمك شاياني كرده است و اين پژوهش را نسبت به تحقيقات مرتبط گذشته متمايز مي سازد. نحوه تشكيل و رشد گردابه اوليه و ثانويه در امتداد مدل با استفاده از نتايج مريي‌سازي با دود و نور ليزر به صورت كيفي تفسير شده است. همچنين مكان جدايش هاي اوليه و ثانويه جريان در امتداد سطح مدل در زواياي حمله مختلف با استفاده از نتايج مريي‌سازي با روغن استخراج شده اند.

The flow field around the axisymmetric streamlined bodies which forms the main body of the airplanes and submarines has been the subject of several researches. The present study aimed to investigate the flow field around a standard submersible model in various angles of attack by employing two visualization methods. The vortex structures around the model are qualitatively studied at the 40-degree angle of attack in a vertical wind tunnel. These structures are visualized by the laser sheet illumination of the smoke injected flow. The shear stress field lines on the model surface for 0? ? ?30° angles of attack are visualized by oil and pigments. Noteworthy and distinct aspect of the present study is the application of two empirical visualizing methods which made three dimensional vortical field more understandable. Formation and development of the primary and secondary vortex along the model length are qualitatively interpreted from the results of the smoke and laser light visualization technique. Moreover, the primary and secondary separation lines along model length for various angles of attack were deduced from the results of the oil flow visualization.